Only Perception: 強大的新網路技術讓基因探索更容易

2008-02-01

強大的新網路技術讓基因探索更容易

Gene discovery made easier with powerful new networking technique
http://www.physorg.com/news120832873.html

January 29, 2008

利用德州大學 Austin 分校的研究者所發展的一種強大新基因網路模型，確認致病基因將更加容易與快速。

Edward Marcotte 及其同僚，博士後研究者 Insuk Lee，利用基因網路技術來識別新的基因，那控制線蟲的壽命並涉及其腫瘤之發展。

與 The Wellcome Trust Sanger Institute 的 Andrew Frase 小組合作，研究者操作新發現的基因，並且能夠延長線蟲的壽命達 55%，而且能夠逆轉腫瘤的進攻。

Marcotte 希望能擴展此技術以鑑別造成人類疾病與其他失調之基因。人類基因組已被定序，但這個約有 2 萬個基因的基因組，超過半數以上的基因在做什麼，我們卻所知不多。

"在致病基因的理性探索中，這向前跨出了一大步，" Marcotte 說，細胞與分子生物學研究所的教授。"我們能用此基因塑模技術（gene modeling technique）來預測新基因的功能，並進行實驗來確認這些發現。"

"此程序能大幅改善我們準確確定涉入疾病中之特定基因的能力，並且協助藥物的開發。"

Marcotte 的研究發表在 1/27 的 Nature Genetics 線上版。

基因網路（Gene networks）是生物體內所有基因之間連結的模型，而 Marcotte 將它們視為一種線上社交網路（social network）來使用。他藉由基因與網路中其他基因的連結來學習這個新基因在做什麼，很類似人們使用線上社交網路系統與朋友還有志同道合者進行聯繫。

"你可以把它想成類似六度分離或是一個屬於基因的 Facebook.com，" Marcotte 說。"如果你知道幾個基因，以及它們有何作用，它們的「朋友」或許也做類似的事情，而我們能透過網路發現這些。"

為了建構線蟲的基因網路，Lee，Marcotte 小組中的博士後研究者，合成了來自於全世界約 2000 萬個實驗的資料。這個網路的視覺呈現 -- 那具有現代藝術作品的感染力 -- 是該蟲 16,000 個基因相互連接之線條所構成的複雜網路。

在一組研究中，研究者尋找引起線蟲體內腫瘤的基因。此腫瘤是人眼癌症（視網膜母細胞瘤，retinoblastoma）的一個模型，而且似乎是沿著線蟲的身體長度生長。

藉由研究此網路，他們發現約 170 個可能已涉及腫瘤發展的新基因。

接著 Marcotte 在英國劍橋的 Wellcome Trust Sanger Institute 同僚，藉由一種所謂的 RNAi（RNA 干擾）技術，使新基因失去活性來檢測它們的新功能。此技術藉由剔除個別基因的功能來模仿某種潛在藥物的活動。

他們發現使 170 個基因當中的 16 失去活性，逆轉了線蟲體內的腫瘤。

在相似研究中，研究者確認控管線蟲壽命的基因，並操作這些基因將線蟲的壽命延長了 55%。

"這為老鼠與人類基因組之相同網路的製造作好準備，" Marcotte 說。"接著，我們希望我們能發現使人類生病的基因。"

※ 相關報導：

＊ A single gene network accurately predicts phenotypic effects of gene perturbation in Caenorhabditis elegans
http://www.nature.com/ng/journal/v40/n2/abs/ng.2007.70.html

Insuk Lee, Ben Lehner, Catriona Crombie, Wendy Wong,
Andrew G Fraser & Edward M Marcotte
Nature Genetics 40, 181 - 188 (2008)
Published online: 27 January 2008
doi:10.1038/ng.2007.70