Научные лаборатории

В РАУ действуют следующие научные лаборатории:

 

Лаборатория «Структурной биоинформатики»

Научный руководитель: к.б.н., доц. Унанян Л.С.  

Целью лаборатории является научно-исследовательская деятельность в области биомоделирования и процессов, проходящих в медико-биологических молекулярных системах.

Лаборатория решает следующие научно- исследовательские задачи:

  • in silico исследование физико-химических и фармакокинетических параметров соединений (параметры ADME);
  • первичная in silico оценка токсичности соединений;
  • проведение систематического поиска, для выявления и идентификации комплементарности сайтов связывания, для системы лиганд-мишень. Виртуальный скрининг лигандов на основе фармакофора;
  • конструирование и модификация биоактивных соединений на основе фармакофора с использованием методов хемоинформатики (дизайн лекарственных соединений);
  • предсказание, определение и валидация молекулярных мишеней (белков и нуклеиновых кислот), для исследуемых классов соединений (Виртуальный скрининг мишени);
  • конформационный поиск наилучшей и достоверной ориентации лиганда при комплексообразовании лиганд -мишень (Молекулярный докинг);
  • in silico моделирование взаимодействий системы лиганд-мишень в реальном времени с учетом параметров близких к реальным (Молекулярная динамика);
  • предсказание селективности связывания и спектра действия лигандов различной природы на основании анализа виртуальных взаимодействий (статистическая обработка биологической информации).                                

 

Научные интересы лаборатории охватывает следующие области:

  • Нейродегенеративные заболевания человека и животных (болезнь Альцгеймера, Паркинсон);
  • Метаболические заболевания человека и животных (патогенез сахарного диабета и поиск антидиабетических агентов различной природы;
  • In silico разработка и оценка противосудорожных биоактивных соединений;
  • Хемоинформатика противоопухолевых соединений;
  • Базы данных биоактивных соединений.

Вузы-партнеры и научные центры: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), Ставропольский медицинский университет.

 

Лаборатория «Аналитической биохимии и биотехнологии» 

Научный руководитель: к.б.н., доц. Оганесян А.А. 

Направления научно-исследовательской деятельности лаборатории:

  • Aнализ фитокомпонентов различных экстрактов этнорастений армяской флоры;
  • Исследование цитотоксических, цитостатических, антиоксидантных, антидот антиинфекционных и антиопухолевых и др. свойств, лекарственных растений выявление их активных компонентов и биохимических механизмов действия;
  • Химический синтез и дизайн наночастиц с широкими терапевтическими активностями;
  • Биогенный синтез нетоксичных наночастиц типа «ядро-оболочка» и их прикладное применение;
  • Изучение и выявление параметров и типа взаимодействий биологически активных низкомолекулярных соединений вторичного метаболизма растений и их полусинтетических производных с каноническими и неканоническими формами ДНК методами молекулярной динамики; с регуляторами транскрипции, ядерными транс-факторами;
  • Применение in silico методов для конструирования новых фармакофоров   с низкой гено-, цитотоксичностью и побочными эффектами, по сравнению с клиническими аналогами;
  • Получение каллусных культур эндемических растений армянской флоры, с целью исследования и повышения эффективности синтеза вторичных биоактивных метаболитов;
  • Микроклональное размножение растений.

Образовательная деятельность: на базе лаборатории проводятся специальные курсы, лабораторные, практические, а также преддипломные практические занятия для обучения студентов кафедр «Медицинской биохимии и биотехнологии», «Биоинженерии и биоинформатики», «Фармации» по профильным дисциплинам.

Современная материально техническая оснащенность лаборатории позволяет студентам и аспирантам проводить научные работы для подготовки курсовых, выпускных квалификационных, магистерских и диссертационных работ.

Вузы-партнеры и научные центры (коллаборация): Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого, Ставропольский государственный медицинский университет, Лаборатория белковой инженерии НИЦ «Курчатовский институт».

 

Лаборатория «Математического моделирования квантовых систем»

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доц. Айрапетян Д.Б.

В Лаборатории Математического моделирования квантовых систем (ММКС) проводятся симуляция, визуализация и дальнейший анализ физических процессов и явлений, происходящих в различных квантовых системах, и, в частности, в полупроводниковых квантовых наноструктурах. В лаборатории ММКС разрабатывается комплекс программ для определения различных физических характеристик КТ. Создаются модули для симуляции, как электронных свойств, так и оптических, статистических характеристик КТ. Помимо этого, разрабатывается утилитный модуль, предназначенный для таких целей, как построение диаграмм электронных уровней, построение различных зависимостей, построение анимацией эволюции волновых функций и т.д.

В лаборатории ММКС разрабатываются и применяются различные пакеты:

  • пакет для расчета несколько-частичных состояний, таких как экситонные, трионные и биэкситонные;
  • пакет для расчета примесных состояний в КТ;
  • пакет, при помощи которого возможно рассчитывать нелинейные характеристики, такие как нелинейное поглощение, оптическое выпрямление, изменение коэффициента преломления, генерация второй и третьей гармоник и т.д.

 

     Также стоит отметить, что в рамках деятельности лаборатории проводятся исследования в области машинного обучения, которое широко используется в изучении материалов и демонстрирует превосходство как в эффективности времени, так и в точности прогнозов. Приложения машинного обучения для поиска и проектирования материалов можно разделить на три основных класса: прогнозирование свойств материалов, открытие новых материалов и различные другие цели. В исследованиях по прогнозированию свойств материалов обычно используются методы регрессионного анализа, которые позволяют прогнозировать как макроскопические, так и микроскопические свойства. Основная идея, лежащая в основе применения машинного обучения при открытии новых материалов, заключается в использовании вероятностной модели для проверки различных комбинаций структур и компонентов и, наконец, для выбора материала с хорошими характеристиками из набора кандидатов с помощью валидации основанной на теории функционала плотности (DFT). Кроме того, машинное обучение также используется для других целей в исследовании материалов, таких как оптимизация процессов и приближение функции плотности.

Помимо прочего, в лаборатории ММКС проводятся численные расчеты для научных статей, которые публикуются в международных рецензируемых журналах.

Вузы-партнеры и научные центры РФ (коллаборация): Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), Объединённый институт ядерных исследований. 

 

Центр превосходств «Редактирование генома и секвенирование третьего поколения»

Научный руководитель: к.б.н., доц. Захарян Р.В.