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        科學家將統(tǒng)計學生物學相結合產(chǎn)生重要的新基因計算工具
        
			
        
				2019-04-23 11:38:21
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        我們體內的細胞以不同的方式表達自己。一個細胞可能會放置一大塊遺傳密碼，而另一個細胞完全忽略相同的信息。了解為什么可以刺激新的干細胞療法，或者導致對生物體如何發(fā)展的更基本的理解。但是，了解這些細胞間差異可能具有挑戰(zhàn)性。
        

        科學家將統(tǒng)計學生物學相結合產(chǎn)生重要的新基因計算工具
        

        現(xiàn)在，兩位加州大學洛杉磯分校的研究人員提出了一種計算工具，可以提高測量基因在單個細胞中表達強度的可靠性，即使細胞幾乎不能讀取某些基因。該研究于上個月在Nature Communications雜志上發(fā)表。
        

        “腦細胞，肝細胞和心臟細胞的DNA序列是相同的，”該研究的通訊作者和加州大學洛杉磯分校統(tǒng)計學助理教授Jingyi“Jessica”Li說。“為什么那些細胞看起來如此不同?關鍵是基因表達。”
        

        DNA編碼創(chuàng)建和操作生物體所需的信息。但閱讀和處理這些信息的任務屬于RNA，這是將遺傳指令傳遞到細胞其他部分的長鏈移動分子。通過統(tǒng)計細胞中的各種RNA分子，研究人員可以確定哪些基因是活躍的還是“表達的” - 以及在何種程度上。
        

        然而，如果RNA分子僅以微量存在，那么分析工具可能會被認為相應的基因根本不活躍。除非經(jīng)過糾正，否則這些“輟學”可能會描繪出細胞之間實際差異的誤導性圖片。
        

        “如果你想在個體細胞水平上獲得有用的生物信息，那么你需要做一些統(tǒng)計推斷，”Li說，他也是統(tǒng)計和生物學實驗室的負責人。“否則你的結論可能是錯的。”
        

        Li和Wei“Vivian”Li是加州大學洛杉磯分校統(tǒng)計學系的博士研究生，他設計了統(tǒng)計分析軟件來處理RNA測序中的輟學問題。他們的工具，稱為“scImpute”，根據(jù)對實驗中所有單個細胞的研究，估計細胞中哪些基因最有可能退出。然后，該工具使用來自相似細胞的信息，對基因表達水平應該是什么進行有根據(jù)的猜測。
        

        利用估算并不新鮮。但是，可用的工具要么過于廣泛地交換一個細胞的所有基因表達與另一個細胞 - 或超特異性的特定類型的研究。jessica Li表示，scImpute的優(yōu)勢在于“靈活性和普遍性”。該工具具有手術精確度，僅替代最有可能退出的豐度，可用于任何類型的單細胞基因表達分析。
        

        在Vivian Li對模擬數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)的綜合測試中 - 其中一些數(shù)據(jù)提供了實際基因表達水平的經(jīng)驗證據(jù) - scImpute比其他方法更準確。該軟件可以可靠地區(qū)分丟失基因和完全沒有表達的基因，并提供實際豐度的準確估計。
        

        這個開源軟件可以免費在線獲得，作為廣泛使用的統(tǒng)計分析科學計算平臺的附加組件，稱為R編程環(huán)境。
        

        兩位研究人員已經(jīng)證明，當輟學率很低時，scImpute在小組細胞中效果很好。但在人口眾多的情況下，輟學率可超過基因的90%。他們的下一個目標是在這些情況下使該工具同樣可靠。借用信息來自其他基因，不只是其他細胞從在線數(shù)據(jù)庫-and，他們認為scImpute可以成為所有情況下一個強大的工具。
        
			

			
          
        
			
        
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