Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Kaedah komputasi secara mendadak mempercepatkan anggaran ekspresi gen

Anonim

Dengan analisis ekspresi gen yang semakin penting bagi kedua-dua penyelidik dan pengamal perubatan asas, para penyelidik di Carnegie Mellon University dan University of Maryland telah membangunkan kaedah pengiraan baru yang secara dramatik mempercepatkan anggaran aktiviti genetik dari data RNA sequencing (RNA-seq).

iklan


Dengan kaedah baru, dikenali sebagai Sailfish selepas ikan yang terkenal dengan cepat, anggaran ekspresi gen yang sebelum ini mengambil masa berjam-jam dapat diselesaikan dalam beberapa minit, dengan ketepatan yang sama atau melebihi kaedah sebelumnya. Laporan penyelidik tentang kaedah baru mereka diterbitkan dalam talian pada 20 April oleh jurnal Nature Biotechnology .

Repositori gergasi data RNA-seq kini wujud, sehingga memungkinkan untuk menganalisis semula eksperimen berdasarkan penemuan baru. "Tetapi 15 jam pop benar-benar mula menambah, terutamanya jika anda mahu melihat 100 eksperimen, " kata Carl Kingsford, profesor bersekutu di Pusat Lane CMU untuk Komputasi Biologi. "Dengan Sailfish, kita dapat memberi penyelidik semua yang mereka dapat dari kaedah sebelumnya, tetapi lebih cepat."

Walaupun solekan genetik organisma adalah statik, aktiviti gen individu berbeza-beza dari masa ke masa, menjadikan gen ekspresi faktor penting dalam memahami bagaimana organisme bekerja dan apa yang berlaku semasa proses penyakit. Aktiviti gen tidak boleh diukur secara langsung, tetapi boleh disimpulkan dengan memantau RNA, molekul yang membawa maklumat dari gen untuk menghasilkan protein dan aktiviti selular yang lain. RNA-seq adalah kaedah utama untuk menghasilkan snapshots ekspresi gen; dalam perubatan genom, ia telah terbukti amat berguna dalam menganalisis kanser tertentu.

Proses RNA-seq menghasilkan urutan pendek RNA, yang dipanggil "berbunyi." Dalam kaedah terdahulu, molekul RNA dari mana ia berasal dapat dikenal pasti dan diukur hanya oleh pemetaan dengan teliti yang dibaca untuk kedudukan asalnya dalam molekul yang lebih besar.

Tetapi Kingsford, bekerja dengan Rob Patro, penyelidik pasca kedoktoran di Lane Centre, dan Stephen M. Mount, seorang profesor bersekutu di Jabatan Biologi Sel Biologi dan Genetik Molekul dan Pusat Bioinformatika dan Biologi Komputasi, mengambil langkah pemetaan boleh dihapuskan. Sebaliknya, mereka mendapati mereka boleh memperuntukkan bahagian-bahagian yang dibaca kepada pelbagai jenis molekul RNA, seolah-olah setiap membaca bertindak sebagai beberapa undi untuk satu molekul atau yang lain.

Tanpa langkah pemetaan, Sailfish dapat menyelesaikan analisis RNA 20-30 kali lebih cepat dari metode sebelumnya.

Pendekatan berangka ini mungkin tidak begitu intuitif sebagai peta kepada ahli biologi, tetapi ia masuk akal kepada saintis komputer, kata Kingsford. Selain itu, kaedah Sailfish lebih mantap - lebih baik dapat mentolerir kesilapan dalam bacaan atau perbezaan antara genom individu. Kesalahan ini dapat menghalang pembacaan daripada dipetakan, jelasnya, tetapi metode Sailfish dapat memanfaatkan semua RNA membaca "suara, " yang meningkatkan ketepatan metode.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Carnegie Mellon . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Rob Patro, Stephen M Mount, Carl Kingsford. Sailfish membolehkan kuantifikasi pengalihan isoform bebas dari RNA-seq dibaca menggunakan algoritma ringan . Alam Bioteknologi, 2014; DOI: 10.1038 / nbt.2862