DNA条形码可靠地工作改变生物医学研究的游戏规则

就像你的杂货上的条形码帮助商店知道购物车中的物品一样，DNA条形码帮助生物学家将遗传标签附加到生物分子上，以便在研究过程中进行自己的跟踪，包括癌症如何演变，器官如何发展或候选药物实际工作。不幸的是，使用现有方法，许多DNA条形码的可靠性问题比您的角落杂货店更糟糕。它们在大约10%的时间内包含错误，使得解释数据变得棘手并且限制了可以可靠地完成的实验类型。

现在德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经开发出一种新的方法来纠正蔓延到DNA条形码中的错误，从而产生更准确的结果，并为未来更雄心勃勃的医学研究铺平道路。

由博士后研究员John Hawkins，Bill Press教授和助理教授Ilya Finkelstein领导的团队证明，他们的新方法将条形码的错误率从10%降低到0.5%，同时工作速度非常快。他们描述了他们的方法，称为FREE(填充/截断右端编辑)条形码，今天发表在美国国家科学院院刊上。

研究人员申请了一项专利，并且该方法可以免费用于学术和非商业用途。

利用DNA条形码，科学家们可以研究癌症肿瘤如何进化，而不仅仅是作为一个整体，而是作为大量的单个细胞集合，这些细胞的进化方式不同，以揭示哪些细胞易受治疗影响，哪些细胞不易治疗。有兴趣为受伤或生病的人种植替代器官的科学家可以使用DNA条形码来更好地了解器官自然发育的方式。研究人员希望筛选出数以百万计的潜在药物，以找到与某种分子结合的药物，从而具有治疗疾病的潜力，可以使用DNA条形码在大海捞针中找到众所周知的针头。

霍金斯说：“DNA条形码是医学和药物开发领域众多前沿研究的一部分，能够提高其中许多精确度和效率非常令人兴奋。”“也许更令人兴奋的是，现在有了这些更好的条形码，这使我们能够进行更大，更雄心勃勃的实验，这是以前无法实现的。”

DNA条形码包含一串短信，相当于一个独特的代码，使用DNA中的四个字母：A，C，G和T.这些条形码粘在分子上，如细胞蛋白或候选药物，作为一种方式记录他们所有的去向，有时是数百万，以及他们如何与其他分子相互作用。然而，大约十分之一的时间会发生错误 - 例如一封信被错误的字母取代，插入一封额外的字母，或者一封信被删除 - 可能会影响关键生物医学研究的结果。

这种新的纠错方法的关键之一是从头开始选择正确的条形码。这种方法涉及为每个条形码选择一串字母，这样即使一个小的错误在 - 例如，G代替C-它仍然更像是预期的条形码而不是任何其他条形码。该方法需要丢弃许多可能的字母串，但研究人员借用计算机科学的方法(称为球体包装)来减少这种损失。

霍金斯说：“我的贡献一直在设计一种找到这些条形码的方法，即使它有错误，你也知道它来自哪个原始条形码。”

DNA条形码的替代纠错方法，例如所谓的Levenshtein代码，需要丢弃多达100倍的条形码，与FREE方法一样多，并且它们对结果的解码速度要慢1000倍。因此，尽管现有技术几乎不可能制造出具有数亿个条形码的项目，但新技术可以实现快速，准确的结果。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。