計算機程序檢測人體細胞之間的差異
“人體中有多少種不同的細胞類型?這些差異是如何產(chǎn)生的?沒有人真正知道,”來自魯汶大學和比利時VIB的KU Leuven教授Stein Aerts說。但是由于他的團隊開發(fā)了一種新方法,可能即將改變。盡管我們體內(nèi)的每個細胞都攜帶完全相同的DNA序列,但細胞類型和功能卻各不相同。這些差異源于如何解釋DNA序列:并非所有基因都在每個細胞中“開啟”。
單細胞測序的最新進展已經(jīng)使得可以測量我們的20,000個基因中的哪一個在單個細胞中是活躍的。這些技術在人體中含有超過30萬億個細胞,提供了前所未有的細節(jié),正在革新生物學和醫(yī)學研究。但是當這種方法應用于來自不同組織的數(shù)千個細胞時,處理大量數(shù)據(jù)并檢測有意義的模式變得越來越具有挑戰(zhàn)性。
計算生物學家Stein Aerts(KU Leuven和VIB)和他的團隊與數(shù)學家,生物工程師和IT專家聯(lián)手應對挑戰(zhàn)。“我們開發(fā)了SCENIC,這是一種基于其基因表達模式快速準確識別不同細胞類型的計算機程序。這有助于更好地了解細胞類型的命運如何被調(diào)節(jié),以及識別主調(diào)節(jié)劑,也可能是潛在的藥物目標。“
“這種新方法不僅可以幫助我們更多地了解我們體內(nèi)的不同細胞,”博士后研究員Sara Aibar Santos說。“它還告訴我們細胞活動如何隨時間變化,或者當我們生病時。”
該團隊已將該方法應用于小鼠和人類的腦組織。他們還用它來分析和比較來自大腦和皮膚腫瘤的癌細胞,從而確定了與轉移相關的新細胞類型,即癌細胞向身體其他部位的擴散。
該方法可以幫助開發(fā)人類細胞圖譜,這是一項旨在繪制人體內(nèi)所有不同細胞類型和狀態(tài)的全球努力。“這本地圖集將成為研究和醫(yī)學的重要信息來源,”Aibar Santos繼續(xù)說道。“這將使我們能夠系統(tǒng)地研究與不同疾病相關的生物學變化,了解疾病相關基因在我們體內(nèi)的活躍位置,分析控制不同細胞類型的生產(chǎn)和活動的分子機制,并理清不同細胞的方式。類型結合在一起形成組織。“
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