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        映射細(xì)胞的命運(yùn) 新工具加速了基因網(wǎng)絡(luò)中空間模式的發(fā)現(xiàn)
        
			
        
				2019-01-23 10:46:51
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        與房地產(chǎn)一樣，基因表達(dá)和互動(dòng)的關(guān)鍵因素是位置，位置，位置。身體不同區(qū)域的相同基因可以執(zhí)行完全不同的功能。確定這些基因的命運(yùn)涉及系統(tǒng)地繪制和檢測(cè)它們的空間表達(dá)模式，這是一項(xiàng)難以置信的挑戰(zhàn)，因?yàn)檠芯咳藛T必須處理大量數(shù)據(jù)。
        

        映射細(xì)胞的命運(yùn) 新工具加速了基因網(wǎng)絡(luò)中空間模式的發(fā)現(xiàn)
        

        美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員正在研究一種從空間基因表達(dá)數(shù)據(jù)中提取有意義信息的新統(tǒng)計(jì)方法。“我們正在調(diào)查發(fā)育的過(guò)程，即未分化的受精卵如何長(zhǎng)成一個(gè)完整的生物體，如蒼蠅或人類，”環(huán)境基因組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)部伯克利實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Erwin Frize說(shuō)。
        

        近幾十年來(lái)，挑戰(zhàn)源于基因組測(cè)序的成功 - 以及隨后產(chǎn)生的大量RNA數(shù)據(jù)。特別是Frize和伯克利實(shí)驗(yàn)室資深科學(xué)家Susan Celniker一直致力于將果蠅基因組作為伯克利果蠅基因組計(jì)劃的核心成員，該項(xiàng)目由Celniker共同指導(dǎo)。
        

        自從2000年黑腹果蠅基因組成功測(cè)序以來(lái)，研究人員已經(jīng)積累了大量的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，涵蓋了果蠅生命階段，從卵到完全發(fā)育的幼蟲。“我們的數(shù)據(jù)集龐大而復(fù)雜，需要新方法來(lái)提取有關(guān)指導(dǎo)基因分化成特定細(xì)胞和組織的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的有用生物信息，”Celniker說(shuō)。“我們通過(guò)基因確定了空間基因表達(dá)模式，現(xiàn)在的目標(biāo)是確定組織原則。”
        

        伯克利實(shí)驗(yàn)室的研究人員與加州大學(xué)伯克利分校統(tǒng)計(jì)系的同事合作，共同應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。統(tǒng)計(jì)學(xué)教授Bin Yu和她的研究生Siqi Wu與Frize合作開發(fā)了一種學(xué)習(xí)算法，將生物空間數(shù)據(jù)或圖像劃分為研究人員稱之為主要模式的構(gòu)建模塊。
        

        “這些主要模式對(duì)應(yīng)于器官前區(qū)域，這些區(qū)域?qū)⒊蔀樯眢w的不同部位，”Yu說(shuō)。“基因合作開發(fā)這些預(yù)先訂購(gòu)的區(qū)域。”他們將該算法應(yīng)用于僅1至3小時(shí)的果蠅胚胎獲得的數(shù)據(jù)。值得注意的是，在生物體的發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞命運(yùn)是在結(jié)構(gòu)特征可見之前確定的。
        

        該算法在數(shù)據(jù)中檢測(cè)到相關(guān)基因功能的跡象，以創(chuàng)建注定成為大腦，中腸，中胚層等的遺傳區(qū)域的拓?fù)鋱D。該地圖包含21種不同的主要模式。他們通過(guò)將它們與傳統(tǒng)的命運(yùn)地圖相匹配來(lái)確認(rèn)結(jié)果。
        

        在最近的一項(xiàng)研究中描述的這種方法可以在審查人體組織組織和幫助闡明發(fā)育，人類健康和疾病的關(guān)鍵方面。
        
			

			
          
        
			
        
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