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.