게시 및 게시 날짜 : 2016/02/02

스피드 바카라도가 높은 염색체의 대규모 구조적 돌연변이를 감지 할 수있는 알고리즘을 개발했습니다

--그것은 세포암의 원인에 대한 조사로 이어질 것입니다

포인트

  • 대규모 평행 한 DNA 시퀀서로 얻은 정상 및 암 세포 게놈 서열에 대한 빅 데이터의 고속 및 고분비 비교
  • 암 형성 조직에서 암 세포의 비율이 낮더라도 암 세포의 구조적 돌연변이는 높은 스피드 바카라도로 검출 될 수 있습니다
  • 암 세포에 고유 한 DNA 변화를 조기에 감지하고 적절한 치료 방법을 선택할 수 있기를 바랍니다


요약

국립 고급 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji) (이하 "스피드 바카라"라고 언급) 약물 발견 인프라 연구 부서 [Oda Masanao 의장], 게놈 기능 정보 연구 그룹, Sense Jun, Yamagata Koichi의 ​​최고 연구원 (현재 Chuo University) 및 OSACA 대학의 연구원, 및 OSACA 대학교 (NOWO OUO UNIVELOTY), 및 OSAO 대학의 수석 연구원 및 Nishio Shojiro) (이하 "오사카 대학교"라고 불리는)구조 돌연변이)를 감지 할 수있는 알고리즘이 장착 된 소프트웨어Cosmos

최근에, 암성 세포의 구조적 돌연변이 특성이 자주 관찰되었으며, 높은 스피드 바카라도 및 민감도를 갖는 이들 구조적 돌연변이의 검출은 세포에서 암의 조기 검출과 구조적 변화의 분석에 기초한 스피드 바카라한 치료의 선택으로 이어질 것으로 예상된다 이번에는 우주가 개발되었습니다대규모 병렬 시퀀서에서 얻은 게놈 서열의 빅 데이터에 대한 빠른 분석을 허용하며, 마우스 ES 세포를 사용하여 검증되면 기존 방법을 크게 초과하는 스피드 바카라도와 감도를 달성했습니다 이 기술은 세포암의 원인에 대한 조사와 암의 조기 발견의 실현에 기여할 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 세부 사항에 유의하십시오핵산 연구에 게시 될 예정이지만 그 전에 온라인 버전은 2016 년 2 월 2 일 오전 2시 (일본 시간)에 게시됩니다

(http : //dxdoiorg/101093/nar/gkw026)

구조 돌연변이 감지 소프트웨어 코스모스의 요약 다이어그램
구조 돌연변이 감지 소프트웨어 코스모스
대량 평행 시퀀서를 사용하여 정상 세포 및 암 세포로부터 얻은 서열을 분석하여 암성 세포에서 발생하는 구조적 돌연변이를 포괄적으로 식별한다


개발의 사회적 배경

최근 몇 년 동안, 주요 변화 (구조적 돌연변이)는 게놈 서열의 암성 세포에서 발생한다는 것이 밝혀졌다 이러한 변화를 높은 스피드 바카라도로 자세히 감지함으로써 암 발달의 조기 발견 및 암 발달 패턴의 식별은 적절한 암 치료 및 약물 발견으로 이어질 것으로 예상됩니다 그러나, 구조적 돌연변이를 감지하기위한 기존의 기술이 반드시 민감도 또는 스피드 바카라성이 높을 필요는 없으며, 실제 사용을 위해 개선이 필요하다

연구 기록

스피드 바카라는 게놈 서열 빅 데이터를 고속 및 높은 정확도로 분석하는 정보 및 통계 기술을 가지고 있습니다 또한, 오사카 대학교 (Osaka University)의 Takeda 실험실은 마우스 ES 세포 및 다른 유전자를 사용하여 인간 병리 및 유전자를 이해하는 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다 이번에는 스피드 바카라의 분석 기술과 Osaka University의 기술을 결합하여 유전자 돌연변이를 도입하고 염색체의 구조적 돌연변이에 대한 고성능 탐지 기술을 개발하기로 결정했습니다

이 연구 및 개발은 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보 (제안 된 연구 영역) 연구 주제 "Genome Adaptation의 시스템 이해"(2013-2014) 새로운 학문적 현장 연구 (연구 영역 제안 유형) 및 교육 문화, 스포츠, 스포츠 및 기술을위한 제 3의 학문적 지원 활동에 대한 게놈 지원 "의 제 3의 학업 지원"을위한 Genome Support "를위한 Genome Support"를위한 과학 연구 영역 (제안 된 연구 영역) 연구 주제 "System Adips of Genome Adaptation의 시스템 이해"(2013-2014)에 의해 지원되었습니다 (2013-2013-2014)

연구 컨텐츠

이번에 개발 된 코스모스는 대규모 평행 시퀀서를 사용하여 읽은 전체 게놈 정보를 기반으로 세포가 암이 될 때 염색체에서 발생하는 구조적 돌연변이가 스피드 바카라하게 감지되는 소프트웨어입니다 대규모 병렬 시퀀서를 사용함으로써, 세포에 대한 전체 게놈 정보는 비교적 쉽게 얻을 수 없지만, 얻어진 서열은 단편적이므로, 분석을위한 컴퓨터 알고리즘과 통계 기술은 암 동안 발생한 변화를 알기 위해 필요하다 또한, 암성 세포의 분석에서, 암성 세포 및 정상 세포는 제거 된 조직에서 혼합되므로, 이들 사이의 차이를 명확히하고 암이 높은 감도로 개발 될 때 발생하는 변화를 이해해야한다

우주에서, 비대칭 비교 방법은 대규모 평행 시퀀서를 사용하여 정상 및 암 세포로부터 얻은 서열을 비교하는데 사용된다오리엔테이션이있는 깊이 정보와 함께 분석을 수행 하였다 기존의 방법보다 높은 스피드 바카라도와 감도를 달성하기 위해 (그림 1) 기존의 구조적 돌연변이 검출 방법에서, 구조적 돌연변이는 암 세포 및 정상 세포로부터 별도로 검출되고, 차이가 조사된다 대조적으로, 코스모스에 사용 된 비대칭 비교 방법은 암 세포에서 구조적 돌연변이를 검출하지만 정상 세포에서는 그렇지 않습니다 대신, 비정상적인 서열이 나타나는 용이성 만 정상 세포로부터 계산되고, 결과에 기초하여 분석이 수행된다

비대칭 비교 방법 (a) 및 오리엔테이션 깊이 (b)의 그림 코스모스 알고리즘에 도입
그림 1 우주 알고리즘 (a) 및 방향 깊이 (b)

코스모스는 기존의 방법보다 스피드 바카라도가 높을수록 스피드 바카라하게 감지 할 수 있습니다 특히 수집 된 조직의 암 세포의 비율이 낮을 때 (그림 2 (a)) 예를 들어, 총 암 세포의 총 수가 약 10-20%인 경우에도 높은 스피드 바카라도로 구조적 돌연변이를 감지 할 수 있습니다 또한, 마우스 ES 세포를 사용하여, 우리는 돌연변이가 실제로 우주에 대해 발생하는지 및 기존 방법을 사용하여 검출 된 구조적 돌연변이에 대해 결정할 것이다PCR 메소드Sanger Method결과적으로, 구조적 돌연변이를 올바르게 검출 한 코스모스의 백분율은 845%였으며, 이는 기존 방법에서 704%의 백분율보다 14% 더 높았다 (도 2 (b))

구조적 돌연변이 검출 방법의 정확도 비교 (a) 암 세포의 비율이 시뮬레이션 될 때 정확도의 변화, (b) 마우스 ES 세포를 사용한 실험을 사용한 정확도 검증 다이어그램
그림 2 구조적 돌연변이 검출 방법의 스피드 바카라도 비교 (a) 암 세포 비율이 시뮬레이션 될 때 스피드 바카라도의 변화;
(b) 마우스 ES 세포를 사용한 실험을 통한 스피드 바카라도 검증
F 값은 스피드 바카라도와 감도의 고조파 평균입니다 (2 × 정밀도 × 감도/(정밀+감도)); 값이 높을수록 성능이 높아집니다

미래 계획

이번에 개발 된 방법은 전체 게놈 분석을위한 것입니다 반면, 저렴한 비용으로 인해 기술이 대규모 평행 시퀀서를 사용하여 유전자 도메인 만 읽어야하므로 이러한 기술을 충족하는 것을 목표로합니다 기존 방법에 비해 스피드 바카라도가 향상되지만, 암 세포의 비율이 낮을 때 검출 감도는 감소하는 경향이 있으므로 알고리즘을 개선하고 실험 방법을 검토하여 검출 감도를 향상시키는 것을 목표로합니다 또한, 인간 환자로부터 유래 된 게놈 서열을 사용하여 검증 실험을 수행함으로써 스피드 바카라도가 향상 될 것이다 이것은 세포 암 변환에 대한 우리의 생물학적 이해를 심화시키고 게놈 서열의 변화에 ​​기초하여 암 치료의 선택에 기여할 것이다



터미널 설명

◆ (염색체) 구조적 돌연변이
수백에서 수백만 개의베이스 범위의 큰 변화를 가진 염색체의 곱셈 주요 것은 기존 시퀀스의 삭제입니다 (삭제) ・ 역 (반전) ・ Duplication (복제), 새 배열 삽입 (삽입), 염색체를 가로 지르는 전위 (전좌) 및 기타[참조로 돌아 가기]
◆ Cosmos
이 소프트웨어는 염색체의 대규모 구조적 돌연변이를 감지하기 위해 개발되었습니다 공식 이름은구조적 변화의 샘플 기반 탐지기 제어코스모스는 웹 사이트 [http : //seselaborg/cosmos/]에 게시됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 대규모 평행 (DNA) 시퀀서
대규모 포괄적 인 게놈 서열 분석을 대규모로 병렬화하여 고속 성능을 수행하는 장치 이는 차세대 시퀀서 중 하나이며 전체 게놈 서열을 해독하고 유전자 발현 수준을 분석하는 데 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 오리엔테이션이있는 깊이 정보
깊이 정보는 게놈의 위치에서 게놈이 몇 배나 읽었는지를 나타내는 값입니다 이 값은 일반적으로 시퀀서에서 읽은 모든 배열을 사용하여 계산됩니다 오리엔테이션 깊이 정보는 판독 시퀀스가 ​​염색체의 왼쪽에서 오른쪽으로 읽는 시퀀스와 오른쪽에서 왼쪽으로 읽는 서열을 포함한다는 점을 고려하여 오른쪽 또는 왼쪽 만 직면하는 시퀀스에 대한 정보 만 사용하는 깊이 정보입니다[참조로 돌아 가기]
◆ PCR 방법
원하는 염색체 영역을 구체적으로 증폭시키는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ Sanger Method
DNA 시퀀서를 사용한 DNA의 서열 분석 방법 중 하나 대규모 병렬 시퀀서가 인기를 얻기 전에도 사용되었습니다[참조로 돌아 가기]



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