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      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)的計(jì)算工具揭示了基因網(wǎng)絡(luò)的可塑性
      
			
      
				2019-11-19 14:11:27
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      巴塞羅那國(guó)家基因組分析中心(CNAG-CRG)的一組研究人員基于數(shù)學(xué)圖論開發(fā)了一種新的計(jì)算工具，可以從健康和病理性器官(例如：那些患有糖尿病或阿爾茨海默氏病的人。這項(xiàng)新研究的發(fā)現(xiàn)-能夠精確定位與器官功能和潛在疾病驅(qū)動(dòng)因素有關(guān)的基因，該發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《基因組生物學(xué)》上，文章標(biāo)題為“ 單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示了基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的可塑性 ”。
      

      單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)的計(jì)算工具揭示了基因網(wǎng)絡(luò)的可塑性
      

      盡管近幾十年來(lái)我們對(duì)人體細(xì)胞和組織的了解穩(wěn)步增長(zhǎng)，但許多事情仍然未知。例如，細(xì)胞以短暫的動(dòng)態(tài)狀態(tài)存在，了解它們是破譯疾病和尋找治療方法的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室中用于研究細(xì)胞類型的經(jīng)典技術(shù)面臨局限性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞功能的精細(xì)描述。為了克服這一障礙，CNAG-CRG科學(xué)家根據(jù)他們的早期工作開發(fā)了這種新工具。
      

      CNAG-CRG高級(jí)博士后研究員，首席研究研究員Giovanni Iacono博士解釋說(shuō)：“我們先前開發(fā)的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)工具對(duì)發(fā)現(xiàn)未知細(xì)胞類型非常有用。” “那些工具使我們能夠描述細(xì)胞的新類型和亞型，以及它們獨(dú)特的生物學(xué)作用和層次關(guān)系。”
      

      迄今為止，單細(xì)胞分析已用于了解組織中的細(xì)胞類型及其功能。高級(jí)研究研究員Holger Heyn博士說(shuō)：“像人類細(xì)胞圖譜項(xiàng)目這樣的大型聯(lián)合體可以生成整個(gè)生物的單細(xì)胞圖，并且需要復(fù)雜的分析策略才能將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為破壞性的生物學(xué)和臨床見解。” CNAG-CRG的單細(xì)胞基因組。
      

      這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在開發(fā)的工具將使他們走得更遠(yuǎn)，看看基因如何相互作用形成組織。Iacono強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“我們的工具試圖精確解決控制細(xì)胞形態(tài)和功能的調(diào)控過(guò)程。”
      

      新工具基于圖論(Graph theory)，圖論是一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)模型，其中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)邊連接。一旦有了圖，結(jié)構(gòu)，就可以測(cè)量每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的重要性。在這種情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)基因，重要性被定義為該基因的功能對(duì)于正在研究的生物系統(tǒng)至關(guān)重要。
      

      該研究小組處理了上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)集，以推斷出驅(qū)動(dòng)細(xì)胞表型形成及其各自功能的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。他們將其工具應(yīng)用于研究2型糖尿病和阿爾茨海默氏病，并能夠找到與這些疾病相關(guān)的功能改變。重要的是，這為尋找新的藥物靶標(biāo)打開了大門。
      

      “我們開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)分析超越了當(dāng)前應(yīng)用的方法，可提供有關(guān)基因活動(dòng)如何塑造組織和器官的深刻見解。這對(duì)于了解這些網(wǎng)絡(luò)被破壞的疾病并找到有效治療的“致命弱點(diǎn)”至關(guān)重要。” Heyn指出。
      

      該工具可能會(huì)應(yīng)用于從阿爾茨海默氏病到慢性淋巴細(xì)胞性白血病的任何疾病。Iacono總結(jié)說(shuō)：“我們將運(yùn)用我們的工具為許多疾病提出新的靶基因，然后可以在進(jìn)一步的研究中對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。”
      
			

			
        
      
			
      
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