Лаборатория био- и хемоинформатики основана в 2023 году по результатам участия в конкурсе проектов по созданию научно-учебных лабораторий НИУ ВШЭ. Реализуемый лабораторией проект: «Молекулярная эволюция, подвижность белков и компьютерное молекулярное конструирование». Цель научного исследования — создание алгоритмов, программных модулей и их применение при моделировании эволюционных явлений и феноменов социально значимых клеточных организмов и вирусов (например, SARS-CoV2); проведение компьютерного молекулярного конструирования в задачах рационального дизайна биологически активных соединений и исследовании межмолекулярных механизмов действия.

Основные направления научной деятельности

Прикладная математика, теория вероятностей и программирование в биологии и фундаментальной медицине. 

Проблема «эволюционного пространства гена» или «пространства последовательностей (протеиновых и нуклеотидных)» известна уже немалое время. Однако наиболее известные работы по этой теме (по запросу «sequence space» в PubMed) апеллируют к чисто эволюционным аспектам этой проблемы (эволюционные и адаптивные ландшафты). Однако в проблеме пространства последовательностей есть и чисто геометрический аспект, заключающийся в корректном перенесении попарных эволюционных расстояний из соответствующей матрицы в метрическое/неметрическое пространство. Эти попытки были выполнены впервые нами около восьми лет назад, однако эскиз эволюционного пространства и, в особенности, методы, использованные при его построении, не были достаточно строгими. Однако проблема, решение которой позволяет выявить скрытый до поры эволюционный паттерн, имеющий очевидные фундаментально важные свойства, по-прежнему, высоко актуальна. В рамках проекта с максимальной математической строгостью решается задача переноса матрицы попарных расстояний в адекватное пространство с последующей визуализацией. Работа выполняется в коллаборации с ВНИИ сельхозмикробиологии и НИИ Гриппа, а также с учеными Пизанского Университета и Университета Тюбингена.

Применение методов машинного обучения к задачам структурной биологии белков. 

В лаборатории разрабатываются методы быстрого и точного прогнозирования подвижности белков с применением искусственных нейронных сетей.

Структурная биоинформатика и компьютерный молекулярный дизайн

Это направление работы студентов и сотрудников лаборатории является прикладным. В рамках него решаются практические задачи по многим проектам, и лаборатория является в некотором роде «соисполнителем» в больших работах дружественных лабораторий и организаций.
Например, можно отметить многолетнее сотрудничество с учёными ПСПбГМУ им. И.П. Павлова. Исследования, ведущиеся совместно с этим университетом, касаются как фундаментальных задач (молекулярный патогенез в онкогематологии), так и практических задач по моделированию ингибиторов определенных белков, играющих ключевую роль в патогенезе некоторых видов рака.