RO  EN
IMCS/News/2010/

Teleconference seminar on Computer Science (modified)

Presenter: Dr. V. Rogozhin, Finland.
Theme: Formal reasoning on gene assembly in ciliates – an example of Natural Computing.
Sessions:
Seminar location: Conference Hall (of. 340) of the IMCS of the ASM.
Lecture style: Presentation and communication by Skype.
Language: Slides – English, talk – Russian.
Lecture materials: will be accessible online.

Summary:

Intricate DNA manipulation during gene assembly in stichotrichous ciliates is an elegant example of a computational process which takes place in Nature. Ciliates form one of the most ancient and diverse groups of eukaryotes. Each ciliate has two functionally different types of nuclei, called micronuclei and macronuclei. Micronuclear genes are broken into fragments separated by noncoding blocks, while macronuclear DNA molecules contain contiguous genes. During gene assembly, all micronuclear gene fragments are assembled into the orthodox order to yield the corresponding macronuclear gene. All noncoding micronuclear blocks are eliminated in the process. The process of gene assembly has strong computational flavor: one can compare gene assembly with sorting of linked list data structures. In this series of lectures we are going to survey the research topic on computational properties of gene assembly in ciliates: we will show how mathematics and computer science can be of use to analyze a biological phenomena as well as how one can use (at least in theory) natural biological systems to compute real mathematical problems (we take gene assembly in ciliates as the example of such biological phenomena).

Summary (Russian):

Сложные манипуляции молекул ДНК во время сборки генов в Силиатах Стикхотрикс являются элегантным примером вычислительных процессов которые происходят в природе. Силиаты представляют одну из самых древних и разнообразных групп эукариотов (одноклеточных ядерных огранизмов). У каждой силиаты присутствуют по два разных функциональных типа ядра: микроядра и макроядра. Микроядерные гены разбиты на множество фрагментов которые перемешаны и отделены друг от друга некодирующими нуклеотидными последовательностями. В тоже время, макроядерные гены организованы на коротких ДНК и представляют собой цельные нефрагментированные нуклеотидные последовательности. Во время сборки генов, их микроядерные фрагменты сортируются и склеиваются вместе, образуя таким образом цельные макроядерные гены. Все некодирующие последовательности удаляются. Процесс сборки генов в силиатах может быть представлен как вычислительный процесс, а именно, как процесс сортировки структур данных связных списков. В течение наших лекцый мы сконцентрируемся на вычислительных своиствах процесса сборки генов в силиатах, на примере этого процесса мы рассмотрим как различные математические и вычислительные методы могут быть использованны для анализа свойств биологических систем и, наоборот, как можно использовать биологические системы чтобы решать математические задачи (как минимум теоретически).

Teleconference in progress: