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计算机程序检测人体细胞之间的差异

“人体中有多少种不同的细胞类型?这些差异是如何产生的?没有人真正知道,”来自鲁汶大学和比利时VIB的KU Leuven教授Stein Aerts说。但是由于他的团队开发了一种新方法,可能即将改变。

计算机程序检测人体细胞之间的差异

尽管我们体内的每个细胞都携带完全相同的DNA序列,但细胞类型和功能却各不相同。这些差异源于如何解释DNA序列:并非所有基因都在每个细胞中“开启”。

单细胞测序的最新进展已经使我们可以测量我们20,000个基因中的哪一个在单个细胞中有活性。这些技术在人体中含有超过30万亿个细胞,提供了前所未有的细节,正在改变生物学和医学研究。但是当这种方法应用于来自不同组织的数千个细胞时,处理大量数据并检测有意义的模式变得越来越具有挑战性。

计算生物学家Stein Aerts(KU Leuven和VIB)和他的团队与数学家,生物工程师和IT专家联手应对挑战。“我们开发了SCENIC,一种快速,准确地根据基因表达模式识别不同细胞类型的计算机程序。这样可以更好地了解细胞类型的命运如何被调节,以及识别主调节剂,也可能是潜在的药物目标。“

“这种新方法不仅可以帮助我们更多地了解我们体内的不同细胞,”博士后研究员Sara Aibar Santos说。“它还告诉我们细胞活动如何随时间变化,或者当我们生病时。”

该团队已将该方法应用于小鼠和人类的脑组织。他们还用它来分析和比较来自大脑和皮肤肿瘤的癌细胞,从而确定了与转移相关的新细胞类型,即癌细胞向身体其他部位的扩散。

该方法可以帮助开发人体细胞地图集,全球性的努力旨在绘制各种不同的细胞类型,并指出在人体内。“这本地图集将成为研究和医学的重要信息来源,”Aibar Santos继续说道。“这将使我们能够系统地研究与不同疾病相关的生物学变化,了解疾病相关基因在我们体内的活跃位置,分析控制不同细胞类型的生产和活动的分子机制,并梳理不同细胞的方式。类型结合在一起形成组织。“

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