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      計(jì)算方法對多物種基因組比較提出了更好的觀點(diǎn)
      
			
      
				2019-04-15 09:42:24
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      通過提供有關(guān)基因組功能的更詳細(xì)的比較信息，一種新的計(jì)算工具可能有助于遺傳學(xué)家更好地了解人類是什么，或者如何區(qū)分物種。
      

      計(jì)算方法對多物種基因組比較提出了更好的觀點(diǎn)
      

      在今天由Cell Systems雜志在線發(fā)表的一份報(bào)告中，由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算生物學(xué)副教授Jian Ma領(lǐng)導(dǎo)的研究人員描述了一種新的模型，用于對多種物種的基因組功能進(jìn)行比較分析。這種分析不僅可以提供對進(jìn)化的洞察，也可以提供人類疾病的見解。
      

      該研究小組，包括弗吉尼亞大學(xué)，佛羅里達(dá)州立大學(xué)和康涅狄格大學(xué)的科學(xué)家，開發(fā)了系統(tǒng)發(fā)育隱馬爾可夫高斯過程模型，或Phylo-HMGP，來分析功能基因組數(shù)據(jù)。他們使用該模型分析了包括人類在內(nèi)的五種靈長類物種的DNA復(fù)制時(shí)間的新數(shù)據(jù)集。
      

      單獨(dú)的蛋白質(zhì)編碼基因的遺傳差異無法解釋物種之間的顯著差異，因此科學(xué)家們越來越關(guān)注基因調(diào)控的差異 - 控制基因激活方式和程度的機(jī)制。
      

      “靈長類物種之間的差異可能主要在基因組的非編碼區(qū)域，監(jiān)管元素，而不是基因本身，”馬解釋說。高通量技術(shù)產(chǎn)生大量功能基因組數(shù)據(jù)，這將有助于科學(xué)家更好地了解基因組如何進(jìn)化。
      

      Ma說，Phylo-HMGP解決了這些多物種分析中可能被稱為“星巴克問題”的問題。正如咖啡供應(yīng)商傾向于銷售小型，中型和大型飲料一樣，分析工具通常將功能基因組數(shù)據(jù)表征為低，中或高。
      

      “使用Phylo-HMGP，我們可以將每個(gè)功能基因組值視為連續(xù)信號 - 顯示實(shí)際活動(dòng)水平，而不僅僅是粗略的水平估計(jì)，”楊洋博士說。CMU計(jì)算生物學(xué)系的學(xué)生和該研究的第一作者。“通過這種方式，我們能夠充分利用已收集的數(shù)據(jù)。”
      

      研究人員將該模型應(yīng)用于DNA復(fù)制時(shí)間的分析，DNA復(fù)制時(shí)間是DNA片段復(fù)制的順序，可能因物種而異。他們與佛羅里達(dá)州立大學(xué)的David M. Gilbert和康涅狄格大學(xué)的Rachel J. O'Neill合作生成了包括人類，黑猩猩，猩猩，長臂猿和綠猴在內(nèi)的數(shù)據(jù)集。
      

      “我們證明了我們可以使用Phylo-HMGP來發(fā)現(xiàn)具有不同進(jìn)化模式的復(fù)制時(shí)間的基因組區(qū)域，”Ma說。他們的研究提供了一個(gè)框架，用于應(yīng)用該模型揭示基因組區(qū)域，這些基因組區(qū)域具有跨物種相似的功能以及物種之間變化或動(dòng)態(tài)的功能。他補(bǔ)充說，對功能基因組數(shù)據(jù)集中動(dòng)態(tài)區(qū)域的分析不僅可以提高對進(jìn)化的理解，還可能對某些類型的物種- 特定疾病產(chǎn)生影響。
      
			

			
        
      
			
      
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