团队开发大数据分析平台,揭示癌症中的基因相互作用
香港理工大学开发了一个新的大数据分析平台,用于分析基因之间的相互作用,在癌症基因组学方面取得突破。该分析平台揭示了癌症基因网络的不规范模式,并在慢性粒细胞白血病(CML)中发现了潜在的诊断和治疗靶基因,核色素(NPM1)及其相关基因。
这些发现有助于未来发展以npm1为导向的CML治疗策略,并使靶向治疗更具针对性。该分析平台也可用于其他疾病的分析。这项突破是由理大卫生科技及资讯学系的生物医学科学家陈冯富珍博士和黄嘉泽博士,以及哈佛大学的生物统计学家领导的研究小组取得的。
传统的癌症基因标记鉴定方法是逐个检查整个人类基因组中的基因,以确定癌症患者和健康人之间的个体表达差异。这种根深蒂固的方法无法提供任何关于基因之间相互作用以及构成复杂癌症机制的系统性变化的信息。
研究小组假设参与同一机制的基因是共表达的(即基因对的表达水平是相关的),并探索基因之间的对对相关性,以破译癌症的机制。基因对的组合随感兴趣基因的数量呈几何级数增加。由于人类基因组中有2万多个蛋白质编码基因,共表达分析可能涉及约2亿对可能的基因对。此外,为了保持检测结果的可靠性,还需要改进共表达分析的统计检验。哈佛大学的生物统计专家帮助该团队进行了大规模的计算机模拟,以建立分析癌症特异性共表达差异的统计方法。该团队克服了处理海量数据的挑战,在两天内完成了分析2亿对基因的任务,这是传统方法不可能完成的任务。该团队建立了前所未有的共表达分析科学基础,为转化医学的未来铺平了道路。
本研究建立了一种新型的结构共表达网络分析平台,揭示了癌症的发病机制及其潜在的npm1导向的治疗策略。共表达分析发现新的无调节模式基因网络为理解癌症生物学,确定新的治疗靶点,所有这些创新都有助于伟大的科学。该平台可用于其他疾病的诊断、预后和治疗研究。这项研究结果将于科学报告来自自然,展示跨学科合作的科学研究成果。