Сектор "Биоинформатика и геномна еволюция на микробите"

 RDimitrov

Доц. д-р Румен Димитров

НАЦИОНАЛЕН ЦЕНТЪР ПО ЗАРАЗНИ И ПАРАЗИТНИ БОЛЕСТИ

Научно изследователска дейност:

Еволюционна Биоинформатика на микробите


Ръководител на сектор

"Биоинформатика и геномна еволюция на микробите"

отдел Микробиология

План за дейността на Сектора през 2019 година.

  • Автобиография

     ЛИЧНА ИНФОРМАЦИЯ    
    Име    ДИМИТРОВ, РУМЕН АТАНАСОВ
    Адрес    Националният център по заразни и паразитни болести (НЦЗПБ), бул. Янко Сакъзов 26, София 1504
    E-mail   Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите., Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите.
         
    Националност    Българин
         
    Дата на раждане    01/07/1959    гр. София
         
    ТРУДОВ СТАЖ    
    Дати (от-до)    2018
    Име и адрес на работодателя   Националният център по заразни и паразитни болести (НЦЗПБ), бул. Янко Сакъзов 26, София 1504
    Вид на дейността или сферата на работа   Научно иследователска - Еволюционна Биоинформатика на микробите
    Заемана длъжност   Доцент д-р., ръководител на сектор: Биоинформатика и геномна еволюция на микробите, отдел Микробиология
         
    Дати (от-до)    2004-2018
    Име и адрес на работодателя   СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ, ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ, КАТЕДРА ПО ТЕОРЕТИЧНА ФИЗИКА, БУЛ. ДЖЕЙМС БАУЧЪР № 5, София 1164, България
    Вид на дейността или сферата на работа   Биоинформатика, Изчислителна Биология, Биофизика, Биологична Еволюция
    Заемана длъжност   Физик, PhD
    Основни дейности и отговорности   Лекции, упражнения и научна дейност

    ОБРАЗОВАНИЕ И ОБУЧЕНИЕ    
    Дати (от-до)    2000-2004
    Име и вид на обучаващата или образователната организация   Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York, USA
    Основни предмети/застъпени професионални умения   Теоретични методи за изчисляване на статистическата сума на РНК и ДНК молекули
    Наименование на придобитата квалификация   След-докторска квалификация
         
    Дати (от-до)    1995-2000
    Име и вид на обучаващата или образователната организация   Department of Biochemistry, Wageningen University and Research Center, Wageningen, The Netherlands
    Основни предмети/застъпени професионални умения   Биоинформатика и изчислителна биология
    Наименование на придобитата квалификация   PhD
    Ниво по националната класификация (ако е приложимо)   PhD
         
    Дати (от-до)    1990-1995
    Име и вид на обучаващата или образователната организация   Институт физика белка, РАН, Пушчино, Московская област, Росия
    Основни предмети/застъпени професионални умения   Физика белка
    Наименование на придобитата квалификация   След-дипломна квалификация
         
    Дати (от-до)    1985-1990
    Име и вид на обучаващата или образователната организация   Институт по Органична Химия, БАН, София
    Основни предмети/застъпени професионални умения   Електростатични взаимодействия в белтъчни молекули
    Наименование на придобитата квалификация   Специалист
         
    Дати (от-до)    1980-1985
    Име и вид на обучаващата или образователната организация   СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ ”КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ “
    Основни предмети/застъпени професионални умения   Физик със специализация ” ФИЗИКА НА КОНДЕНЗИРАНАТА МАТЕРИЯ”
    Наименование на придобитата квалификация   Магистър 

    ЛИЧНИ УМЕНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ    
    МАЙЧИН ЕЗИК   БЪЛГАРСКИ 
         
    ДРУГИ ЕЗИЦИ    
        АНГЛИЙСКИ
    Умения за четене   Отлично
    Умения за писане   Отлично
    Умения за разговор   Отлично
        РУСКИ
    Умения за четене   Отлично
    Умения за писане   Отлично
    Умения за разговор   Отлично

  • Биоинформатика и геномна еволюция на микробите

    Нашите изследвания са фокусирани върху това да се разбере как естественият подбор, микробната демография и начин на живот са формирали моделите на биоразнообразие на микробните геноми и да се разбере как това може да повлияе на възникването и развитието на вирулентните фенотипове на нововъзникващи микробни патогени и техните инфекциозни потенциали. Целта ни е да идентифицираме гените, управляващи произхода от инфекцията и нейната трансмитивност.

    dna replication sektorНаучните методи които прилагаме имат интердисциплинарен характер и се припокриват с направления като молекулярната еволюция, популационната генетика, молекулярната епидемиология, молекулярната генетика, биоразнообразието на микробните патогени, математиката, физиката и компютърните информационни технологии.

    На нивото на биоинформатиката, това изисква:

    • прилагане на съвременни методи за: секвениране на пълните микробни геноми, генотипиране, анализ на механизмите на резистентност и факторите на вирулентност;
    • анализ на геномната архитектура на микробните микроорганизми;
    • анализ на ролята която играят геномната пластичност и динамиката на геномните реорганизации при появата на нововъзникващи микробни патогени на микроеволюционно и епидемиологично ниво?
    • Какви са еволюционните механизми които моделират процесите на колонизация на нови гостоприемници принадлежащи към различни филогенетични единици – видове, род, семейство и други.

     

    Нашите последни проекти са фокусирани върху генетиката на макромолекулните взаимодействия. Използвайки обширни проучвания на генетичното разнообразие във филогенетични и популационно генетични рамки, ние анализираме влиянието на селекцията върху генетичната вариабилност. В момента разработваме нов подход за структурно свързани, но силно дивергирали последователности за едновременно подравняване и нагъване на ДНК / РНК и протеини на базата на вероятностното съответствие на техните бази. Дългосрочна цел е да се разбере влиянието на мутационните пертурбациите върху механизмите на молекулярното разпознаване. Тези механизми са от изключително важно значение и са в основата на динамичната трансформация, нагъването и самосглобяването на биологичните макромолекули в надмолекулярни комплекси. От съществено значение е и участието на отделните биологически макромолекули и техните надмолекулярни комплекси в сложни биологически мрежи – генетични, сигнални, регулативни и метаболитни. И най-важното какъв е ефекта на мутационните пертурбациите върху фенотипа на сложни заболявания.

 

 

Декември
2018

 

 

В НЦЗПБ официално се създаде и започна да оперира Сектор "Биоинформатика и геномна еволюция на микробите"

с ръководител Доц. д-р Румен Димитров

       
  Ноември
2017
 

Отворен курс по Биоинформатика за начинаещи в Софтуни- Втора част
(със специални благодарности на Светлин Наков за отличната организация на събитието)

Bioinformatica2

        
  Септември
2017
 

Отворен курс по Биоинформатика за начинаещи в Софтуни- Първа част
(със специални благодарности на Светлин Наков за отличната организация на събитието)

Bioinformatica1

 

DNA gif Publikacii

  1. RA Dimitrov, D. Gouliamova. Genetic and phenotypic cut-off values for species and genera discrimination of the kazachstania clade. Comptes rendus de l’Académie Bulgare des Sciences, in press.

  2. D. Gouliamova, RA Dimitrov. Kazachstania chrysolinae and kazachstania bozae two new yeast species of the genus kazachstania. transfer of four kazachstania species to grigorovia gen. nov. as new combinations. Comptes rendus de l’Académie Bulgare des Sciences, in press.

  3. D. Gouliamova, RA Dimitrov, M. Stoilova-Dasheva. New species Priceomyces Vitoshaensis isolated from Pterostichus melas (Carabidae, Coleoptera). In book: Microbiology for a better health and industry-70 years the Stephan Angeloff Institute of Microbiology. (Editors: H. Najdenski, M. Angelova, L. Kabaivanova, N. Kostadinova, J. Miteva-Staleva), 2017, Sofia, ISBN 978-954-92882-2-3.

  4. P.W. Crous, M.J. Wingfield, T.I. Burgess, A.J. Carnegie, G.E.St.J. Hardy, D. Smith, B.A. Summerell, J.F. Cano-Lira, J. Guarro, J. Houbraken, L. Lombard, M.P. Martín, M. Sandoval-Denis, A.V. Alexandrova, C.W. Barnes, I.G. Baseia, J.D.P. Bezerra, V. Guarnaccia, T.W. May, M. Hernández-Restrepo, A.M. Stchigel, A.N. Miller, M.E. Ordoñez, V.P. Abreu, T. Accioly, C. Agnello, A. Agustin Colmán, C.C. Albuquerque, D.S. Alfredo, P. Alvarado, G.R. Araújo-Magalhães, S. Arauzo, T. Atkinson, A. Barili, R.W. Barreto, J.L. Bezerra, T.S. Cabral, F. Camello Rodríguez, R.H.S.F. Cruz, P.P. Daniëls, B.D.B. da Silva, D.A.C. de Almeida, A.A. de Carvalho Júnior, C.A. Decock, L. Delgat, S. Denman, R.A. Dimitrov, J. Edwards, A.G. Fedosova, R.J. Ferreira, A.L. Firmino, J.A. Flores, D. García, J. Gené, A. Giraldo, J.S. Góis, A.A.M. Gomes, C.M. Gonçalves, D.E. Gouliamova, M. Groenewald, B.V. Guéorguiev, M. Guevara-Suarez, L.F.P. Gusmão, K. Hosaka, Hubk. Fungal Planet description sheets: 625–715. Persoonia, 2017, 39, 270-464.

  5. P.W. Crous, M.J. Wingfield, D.M. Richardson,, J.J. Le Roux, D. Strasberg, J. Edwards, F. Roets, V. Hubka, P.W.J. Taylor, M. Heykoop, M.P. Martín, G. Moreno, D.A. Sutton, N.P. Wiederhold, C.W. Barnes, J.R. Carlavilla, J. Gené, A. Giraldo, V. Guarnaccia, J. Guarro, M. Hernández-Restrepo, M. Kolařík, J.L. Manjón,, I.G.Pascoe, E.S. Popov, M. Sandoval-Denis, J.H.C. Woudenberg,, K. Acharya, A.V. Alexandrova, P. Alvarado, R.N. Barbosa,, I.G. Baseia, R.A. Blanchette, T. Boekhout, T.I Burgess, J.F. Cano-Lira, A. Čmoková, R.A. Dimitrov, M.Yu. Dyakov, M. Dueñas, A.K. Dutta, F. Esteve- Raventós, A.G. Fedosova, J. Fournier, P. Gamboa, D.E. Gouliamova, T. Grebenc, M. Groenewald, B. Hanse,, G.E.St.J. Hardy, B.W. Held, Ž. Jurjević, T. Kaewgrajang, K.P.D. Latha, L. Lombard, J.J. Luangsa-ard, P. Lysková, N. Mallátová, P. Manimohan, A.N. Miller, M. Mirabolfathy, O.V. Morozova, Obodai, N.T. Oliveira, M.E. Ordóñez, E.S.Otto, S. Paloi, S.W. Peterson, C. Phosri, J. Roux, W.A. Salazar, A. Sánchez, G.A. Sarria, H.-D. Shin, B.D.B Silva, G.A. Silva, M.Th. Smith, C.M. Souza-Motta, A.M. Stchigel, M.M. Stoilova-Disheva, M.A. Sulzbacher, M.T. Telleria, C. Toapanta, J.M. Traba, N. Valenzuela-Lopez, R. Watling, J.Z. Groenewald. Fungal Planet description sheets: 400–468. Persoonia, 36, National Herbarium of the Netherlands, 2016, ISSN:0031-5850, 316-458.

  6. Dilnora E. Gouliamova, Roumen A. Dimitrov, Maudy Th. Smith, Marizeth Groenеwald, Margarita M. Stoilova-Disheva, Borislav V. Guéorguiev, Teun Boekhout. DNA barcoding revealed Nematodospora valgi genus nova species nova and Candida cetonia species nova in the Lodderomyces clade. Fungal Biology, 2015, doi:10.1016/j.funbio.2015.05.008

  7. Crous PW, Wingfield MJ, Guarro J, Hernández-Restrepo M, Sutton DA, Acharya K, Barber PA, Boekhout T, Dimitrov RA, Dueñas M, Dutta AK, Gené J, Gouliamova DE, Groenewald M, Lombard L, Morozova OV, Sarkar J, Smith MT, Stchigel AM, Wiederhold NP, Alexandrova AV, Antelmi I, Armengol J, Barnes I, Cano-Lira JF, Castañeda Ruiz RF, Contu M, Courtecuisse PR, da Silveira AL, Decock CA, de Goes A, Edathodu J, Ercole E, Firmino AC, Fourie A, Fournier J, Furtado EL, Geering AD, Gershenzon J, Giraldo A, Gramaje D, Hammerbacher A, He XL, Haryadi D, Khemmuk W, Kovalenko AE, Krawczynski R, Laich F, Lechat C, Lopes UP, Madrid H, Malysheva EF, Marín-Felix Y, Martín MP, Mostert L, Nigro F, Pereira OL, Picillo B, Pinho DB, Popov ES, Rodas Peláez CA, Rooney-Latham S, Sandoval-Denis M, Shivas RG, Silva V, Stoilova-Disheva MM, Telleria MT, Ullah C, Unsicker SB, van der Merwe NA, Vizzini A, Wagner HG, Wong PT, Wood AR, Groenewald JZ. Fungal Planet description sheets: 320-370. Persoonia, 2015,34:167-266. doi: 10.3767/003158515X688433.

  8. Dimitrov R. A., Gouliamova D. E. Biological sequence comparison, molecular evolution and phylogenetics. Biotech. & Biotech. Equip., First published online DOI: 10.5504/50YR-
    TIMB. 2011, 209-217.

  9. Gouliamova D. E., Dimitrov R. A., Stoilova-Disheva M. M. DNA-barcoding of yeasts from selected Bulgarian food products. Biotech. & Biotech. Equip., First published on line DOI:10.5504/50 YRTIMB. 2011, 32-34.

  10. Gouliamova D. E., Stoilova-Disheva M. M, Dimitrov R. A., Gushterova A. Preliminary characterization of yeasts and actinomycetes isolated from mammalian feces. Biotech. & Biotech. Equip., First published on line DOI: 10.5504/50YRTIMB. 2011, 26:1-4.

  11. Dimitrov R. A., Gouliamova D. E. New method for sequence alignment based on proba-bilities of nucleotide correspondences. Biotech. & Biotech. Equip., First published online DOI:10.5504/50YRTIMB.2011, 218-223.

  12. Gouliamova D. E., Dimitrov R., Petrova P., Stoyancheva G. and Petrov K. Genomic approaches to yeast taxonomy. Biotech. & Biotech. Equip., 23/2009/SE, 519-523.

  13. Dimitrov R. A., Gouliamova D. E. Bioinformatic education perspective and challenges. Biotech. & Biotech. Equip., 23/2009/SE, 40-42.

  14. Petrova P., Gouliamova D. E., Petrov K., Stoyancheva G., Dimitrov R. Starch-degrading activities of Bulgarian yeast isolates. Biotech. & Biotech. Equip., 23/2009/SE, 651-654.

  15. RA Dimitrov, M Zuker. Prediction of hybridization and melting for double-stranded nucleic acids. Biophysical Journal, 2004, 87 (1), 215-226.

  16. SI Dimitrov, RA Dimitrov, BG Tenchov. Effect of ionic strength on the chromatin conformational transitions. A differential scanning calorimetry study. International Journal of Biological Macromolecules, 1988, 10 (3), 149-152.

  17. R Dimitrov. microRNA Gene Finding and Target Prediction - Basic Principles and Challenges. MOJ Proteomics & Bioinformatics, 2014, 1 (4), 24

  18. RA Dimitrov. A new formalism for calculation of the partition function of single stranded nucleic acids. Bulg. J. Phys. 2005, 32, 220–235

  19. Gouliamova D. E., Dimitrov R. A., Stoilova-Disheva M. M., Boekhout T. DNA barcoding analysis of yeasts from selected Bulgarian Ecosystems. New Trends In Microbiology. 2012, p. 205-216. (ISBN 978-954-92882-1-6).

  20. RA Dimitrov, RR Crichton. Self-consistent field approach to protein structure and stability. i. ph dependence of electrostatic contribution. Self-consistent field approach to protein structure and stability, Proteins: Structure, Function and Genetics, 1997, 4:576-596.

  21. Paul R Gooley, Max A Keniry, Roumen A Dimitrov, Danny E Marsh, David W Keizer, Kenwyn R Gayler, Bruce R Grant. The NMR solution structure and characterization of pH dependent chemical shifts of the β-elicitin, cryptogein. Journal of Biomolecular NMR, 1998, 12: 523–534.

  22. RA Dimitrov. Self-consistent field approach to protein structure and stability. Published by: Grafisch Service Centrum, Nude 40, Wageningen, The Netherlands, 1999, ISBN:90-5485-986-5

  23. Finkelstein A.V., Dimitrov R.A., Badretdinov A.Ya, Reva B. A.. Prediction of 3D Structures of Globular Proteins Based on Self-Consistent Molecular Field Theory. Protein Structure by Distance Analysis, 1994, 145-157

 DNA gif Proekti

НАЦИОНАЛНИ ПРОЕКТИ:

   
2017-2020
 
  ДН 11/4, 2017, НФНИ, “Микробиомът на почвата като индикатор за биоразнообразие и еволюция на микробни съобщества при трайно замърсяване с тежки метали“   
     
  2008-2012   

D002-TK-176, НФНИ, “Биоразнообразие на дрожди в избрани Български екосистеми“

 
     
  2016   ДН-01-4/2016 г., „Анализ на човешкия кръвно-групов микробиом при здрави лица“   
     

“Микробиомът на почвата като индикатор за биоразнообразие и еволюция на микробни съобщества при трайно замърсяване с тежки метали “

В нашият проект който стартира в началото на 2018 г. и ще продължи до 2020 г. с използването на метагеномен подход и ново поколение Illumina секвениране, както и на сравнителен микробиомен биоинформатичен анализ ще бъдат анализирани:

1. Разпределението на последователности от характеристики на почвени проби (Метаданни – физикохимични свойства на почвите, и концентрация на тежките метали), взети по градиента на замърсяване с тежки метали в два различни района на България КЦМ Пловдив и Челопеч;
2. Физиологичен профил на микробните съобщества по градиента на замърсяване с тежки метали в районите на КЦМ Пловдив и Челопеч;
3. Анализи с използването на методите на сравнителеният микробиомен биоинформатичен подход по градиентните пътечки на замърсяване с тежки метали:

a) Таксономично разнообразие на бактериалните съобщества, тяхната структура и обилие;
b) Сравнителен анализ на таксономичните статистически профили на бактериалните съобщества между градиентните пътеки на замърсяване в районите на КЦМ Пловдив и Челопеч;
c) Определяне на екологичните фактори на средата, които водят до конвергентен или дивергентен механизъм на адаптация на бактериалните съобщества в районите на КЦМ Пловдив и Челопеч.


“Биоразнообразие на дрожди в избрани Български екосистеми“

Въпреки значителният напредък постигнат през последните 10 г. в класификацията на дрождите все още са налице значителни пропуски. Много дрождеви родове са парафилетични или полифилетични, а разклоненията на филогенетичното дърво, които отделят монофилетичните кладове от род, семейство и нагоре имат много ниска или нулева статистическа поддръжка. Съвременният подход при решаване на този проблем не е статистически, а основният акцент се поставя върху фенотипни характеристики, които се изменят със скок и образуват така наречените гепове.

Филогенетичните класификации на базата на единични гени на рДНК или множество от гени не предоставят пълната еволюционна картина и как тя се оформя от събития като трансфер на гени, дублиране, заличаване и функционални иновации. Нещо повече, ние не знаем как да разграничим отделните екологичи ниши, базирайки се само на данни за последователността на ДНК. Отчасти това може да се направи на базата на сравнителен анализ на физиологичните профили (набор от физиологически характеристики), които са подходящи за превръщане на биоразнообразието на дрождите в дискретни фенотипни и генетични клъстери.

Целта на нашия проект е да проучи как геномните последователности (комбинирани ITS и LSU rDNA) и фенотипните клъстери (физиологични профили) съответстват на гепове между различните видове и таксони от по-висок ред и техните граници върху филогенетичното дърво.


„Анализ на човешкия кръвно-групов микробиом при здрави лица“
Целта на нашият проект е да се анализира микробиомът от кръвна група при здрави индивиди чрез култивиране на кръвта и използване на методите на следващото поколение ДНК секвениране. За тази цел се анализират суровите първични последователности на Illumina MiSeq библиотеки, тяхното групиране в OTU клъстери и анотацията на бактериалните и гъбични микроорганизми, използващи 16S rRNA, ITS и 18S rRNA като маркерни гени

Статистическият анализ на таксономичните OTU клъстери, тяхното количествено и таксонимично разнообразие в кръвните проби от здрави хора може да се представи в три основни категории: (i) профили на микробните съобщества - характеризиране на количественото и видово разпределение на микробните микроорганизми; статистически методи за анализ на тези разпределения в рамките на отделните кръвни проби и за разлики на тези разпределения между кръвните пробите; както и анализ за присъствието на консервативен клъстер (core microbiom) от базови бактериални и гъбични микроорганизми; (ii) клъстерен анализ - клъстерен анализ с използването на хитмап и дендограми; моделен и корелационен анализ; (iii) диференциален количествен анализ - за да се идентифицират признаците, които значително се различават в зависимост от условията (метаданни) и кръвните проби.


 

Абонамент за новини

Страницата на Националния Център по Заразни и Паразитни Болести използва бисквитки за да взаимодейства със своите потребители.