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      映射細胞的命運 新工具加速了基因網絡中空間模式的發(fā)現(xiàn)
      
			
      
				2019-01-23 10:46:51
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      與房地產一樣，基因表達和互動的關鍵因素是位置，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涉及系統(tǒng)地繪制和檢測它們的空間表達模式，這是一項難以置信的挑戰(zhàn)，因為研究人員必須處理大量數(shù)據(jù)。
      

      映射細胞的命運 新工具加速了基因網絡中空間模式的發(fā)現(xiàn)
      

      美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的研究人員正在研究一種從空間基因表達數(shù)據(jù)中提取有意義信息的新統(tǒng)計方法。“我們正在調查發(fā)育的過程，即未分化的受精卵如何長成一個完整的生物體，如蒼蠅或人類，”環(huán)境基因組學和系統(tǒng)生物學部伯克利實驗室科學家Erwin Frize說。
      

      近幾十年來，挑戰(zhàn)源于基因組測序的成功 - 以及隨后產生的大量RNA數(shù)據(jù)。特別是Frize和伯克利實驗室資深科學家Susan Celniker一直致力于將果蠅基因組作為伯克利果蠅基因組計劃的核心成員，該項目由Celniker共同指導。
      

      自從2000年黑腹果蠅基因組成功測序以來，研究人員已經積累了大量的基因表達數(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)集龐大而復雜，需要新方法來提取有關指導基因分化成特定細胞和組織的調控網絡的有用生物信息，”Celniker說。“我們通過基因確定了空間基因表達模式，現(xiàn)在的目標是確定組織原則。”
      

      伯克利實驗室的研究人員與加州大學伯克利分校統(tǒng)計系的同事合作，共同應對這一挑戰(zhàn)。統(tǒng)計學教授Bin Yu和她的研究生Siqi Wu與Frize合作開發(fā)了一種學習算法，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建模塊。
      

      “這些主要模式對應于器官前區(qū)域，這些區(qū)域將成為身體的不同部位，”Yu說。“基因合作開發(fā)這些預先訂購的區(qū)域。”他們將該算法應用于僅1至3小時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)育過程中，細胞命運是在結構特征可見之前確定的。
      

      該算法在數(shù)據(jù)中檢測到相關基因功能的跡象，以創(chuàng)建注定成為大腦，中腸，中胚層等的遺傳區(qū)域的拓撲圖。該地圖包含21種不同的主要模式。他們通過將它們與傳統(tǒng)的命運地圖相匹配來確認結果。
      

      在最近的一項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鍵方面。
      
			

			
        
      
			
      
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