Р.В. Вейко – мл. науч. сотрудник, Медико-генетический научный центр (Москва)

E-mail: db-mail-dbase@yandex.ru

Е.М. Жесткова – врач-психиатр, Психиатрическая больница №14 Департамента здравоохранения г. Москвы

E-mail: info@pb14.mosgorzdrav.ru

Е.С. Ершова – вед. науч. сотрудник, Медико-генетический научный центр (Москва)

E-mail: es-ershova@rambler.ru

Н.Н. Вейко – д.б.н., гл. науч. сотрудник, Медико-генетический научный центр (Москва)

E-mail: satelit32006@yandex.ru

П.Е. Умрюхин – д.б.н., профессор, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России;  ст. науч. сотрудник, НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина (Москва)

E-mail: pavelum@mail.ru  

С.В. Костюк – д.б.н. зав. лабораторией молекулярной биологии, Медико-генетический научный центр (Москва)

E-mail: svet-vk@yandex.ru

Рассмотрены вопросы применения информационных технологий к моделированию биологических процессов, происходящих в клетках живых организмов при воздействии на них радиации или окислительного стресса, вызванного различными заболеваниями. Получены результаты моделирования, которые проверены экспериментально, являются полностью адекватными и позволяют осмысленно планировать будущие исследования в области биологии внеклеточной ДНК. При проектировании и программной реализации модели были применены алгоритмы, которые могут быть интересны начинающим программистам по темам «имитационное моделирование» и «теория компиляции». 

1. Fleischhacker M., Schmidt B. Circulating nucleic acids (CNAs) and cancer — a survey // Biochimica et Biophysica Acta. 2007. V. 1775. Is. 1. P. 181–232.
2. Urbanova M., Plzak J., Strnad H., Betka J. Circulating nucleic acids as a new diagnostic tool // Cell Mol Biol Lett. 2010. Т. 15. № 2. P. 242–259.
3. Jahr S., Hentze H., Englisch S. DNA fragments in the blood plasma of cancer patients: quantitations and evidence for their origin from apoptotic and necrotic cells // Cancer Research. 2001. Т. 61. № 4. P.1659–1665.
4. Вейко Н.Н., Булычева Н.В., Рогинко О.А., Вейко Р.В., Ершова Е.С., Коздоба О.А., Кузьмин В.А., Виноградов А.М., Юдин А.А., Сперанский А.И. Фрагменты транскрибируемой области рибосомного повтора в составе внеклеточной ДНК – маркер гибели клеток организма // Биомедицинская химия. 2008. Т. 1. № 1. С. 78–92.
5. Конорова И.Л., Вейко Н.Н., Ершова Е.С., Антелава А.Л., Чечеткин А.О. Гемодинамическая роль внеклеточной ДНК, циркулирующей в плазме крови, в патогенезе артериальной гипертензии и облитерирующего атеросклероза сонных артерий // Ангиология и сосудистая хирургия. 2009. Т. 15. № 2. С. 19–28.
6. Gögenur M., Burcharth J., Gögenur I. The role of total cell-free DNA in predicting outcomes among trauma patients in the intensive care unit: a systematic review // Crit. Care. 2017. V. 21. № 1. P. 14.
7. Gielis E.M., Ledeganck K.J., De Winter B.Y., Del Favero J., Bosmans J.L., Claas F.H., Abramowicz D., Eikmans M. CellFree DNA: An Upcoming Biomarker in Transplantation // Am. J. Transplant. 2015. V.15. № 10. P. 41–51.
8. Ermakov A.V., Konkova M.S., Kostyuk S.V., Izevskaya V.L., Baranova A., Veiko N.N. Oxidized extracellular DNA as a stress signal in human cells // Oxid. Med. Cell Longev. 2013. Р. 649–747.
9. van der Vaart M., Pretorius P.J., Circulating DNA: its origin and fluctuation // Annals of the New York Academy of Sciences. 2008. V. 1137. P. 18–26.
10. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova L.S., Osipov A.N., Zhuravleva V.F., Pankratova G.V., Porokhovnik L.N., Veiko N.N. Human circulating plasma DNA significantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium β-radiation // Mutat Res. 2015, Sep. V. 779. P. 1–15.
11. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova E.S., Skorodumova E.N., Zhuravleva V.F., Pankratova G.V., Volkova I.V., Stepanova E.V., Porokhovnik L.N., Veiko N.N. Human circulating ribosomal DNA content significantly increases while circulating satellite III (1q12) content decreases under chronic occupational exposure to low-dose gamma- neutron and tritium betaradiation // Mutat Res. 2016. Sep – Oct. V. 791–792. P. 49–60.
12. Сперанский А.И., Костюк С.В., Калашникова Е.А., Вейко Н.Н. Обогащение внеклеточной ДНК среды культивирования мононуклеаров периферической крови человека CPG-богатыми фрагментами генома приводит к увеличению продукции клетками IL-6 И TNF-A путем активации сигнального пути NF-KB // Биомедицинская химия. 2016. Т. 62. № 3. С. 331–340.
13. Ляпунова Н.А., Вейко Н.Н. Рибосомные гены в геноме человека: иднтификация четырех фракций, их организация в ядрышке и метафазных хромосомах // Генетика. 2010. Т. 46. № 9. С. 1205–1209.
14. Ермаков A.В., Вейко Н.Н., Моисеева О.С., Сутягин Д.А., Спитковский Д.М. Транспозиция локусов хромосом в клетках-свидетелях при воздействии адаптирующих доз ионизирующей радиации. Радиационная биология // Радиоэкология. 2005. Т. 45. № 5. С. 535–540.
15. Sertan Copoglu U., Virit O., Hanifi Kokacya M., Orkmez M., Bulbul F., Binnur Erbagci A., Semiz M., Alpak G., Unal A., Ari M., Savas H.A. Increased oxidative stress and oxidative DNA damage in non-remission schizophrenia patients // Psychiatry Res. 2015. V. 229. P. 200–205.
16. Вартанян М.Е. О некоторых биологических нарушениях при шизофрении и их понимании на современном этапе исследований // Вестн. АМН СССР. 1966. № 3. С. 11. http://www.psychiatry.ru/lib/54/book/26/chapter/26 
17. Iwata Y.1, Suzuki K., Wakuda T., Seki N., Thanseem I., Matsuzaki H., Mamiya T., Ueki T., Mikawa S., Sasaki T., Suda S., Yamamoto S., Tsuchiya K.J., Sugihara G., Nakamura K., Sato K., Takei N., Hashimoto K., Mori N. Irradiation in adulthood as a new model of schizophrenia // PLoS One. 2008. V. 28. №3(5): e2283.
18. Loganovsky K.N., Volovik S.V., Manton K.G., Bazyka D.A., Flor-Henry P. Whether ionizing radiation is a risk factor for schizophrenia spectrum disorders? // World J. Biol. Psychiatry. 2005. № 6. P. 212–230.
19. Ershova E.S., Jestkova E.M., Chestkov I.V., Porokhovnik L.N., Izevskaya V.L., Kutsev S.I., Veiko N.N., Shmarina G., Dolgikh O., Kostyuk S.V. Quantification of cell-free DNA in blood plasma and DNA damage degree in lymphocytes to evaluate dysregulation of apoptosis in schizophrenia patients // J. Psychiatr. Res. 2016. V.8 № 87. P. 15–22.