Neues Tool hilft Forscher identifizieren DNA Muster von Krebs, Genetische Erkrankungen

Ein neues Tool hilft Forscher identifizieren die kurzfristige Änderungen in der DNA- Muster, die zu Krebs führen , Huntington -Krankheit und eine Vielzahl von anderen genetischen Erkrankungen . Das Tool wurde an der North Carolina State University entwickelt und übersetzt DNA-Sequenzen in grafische Bilder , die Forscher genetische Muster schneller und effizienter , als es historisch möglich mit Computern unterscheiden können .

David Cox , ein Ph.D. Student der Informatik an der NC State , entwickelte die " symbolische Streudiagramm " Werkzeug, um eine visuelle Darstellung der eine DNA-Sequenz ist. Cox erklärt: " Das menschliche visuelle System ist zur Identifizierung von Mustern , und die Unterscheidung zwischen Mustern , als existierende Computerprogramme wie beispielsweise diejenigen, die Wiederholungen von DNA -Sequenzen zu identifizieren versuchen versierter . " Mit anderen Worten sieht das bloße Auge Muster besser als Computer kann.

Identifizierung von Mustern in einer Sequenz von DNA ist wichtig, weil sie helfen kann, Forscher identifizieren die Minute genetischen Variationen zwischen Themen, die an einer Krankheit leiden , wie Krebs, und Themen, die dies nicht tun. " Eine bessere Identifizierung relevanten DNA-Sequenzen, die hoffentlich zu beschleunigen die Entwicklung erfolgreicher Behandlung einer Reihe von Krankheiten , " Cox sagt: " , indem die Forscher auf die Komponenten der DNA, die mit der Krankheit sind und ein besseres Verständnis der genetischen Mechanismen konzentrieren dieser Erkrankungen . zum Beispiel, was macht bestimmte Gene ein- und ausschalten ? "

Also, wie funktioniert die symbolische Streudiagramm erstellen eine visuelle Darstellung der DNA ? DNA wird aus einer Reihe von Nukleotiden . Es gibt nur vier Arten von Nukleotiden , die von den Buchstaben A, T , G und C. Jedes Dreibuchstabenfolgedieser Nukleotide , wie beispielsweise AAA ATG oder dargestellt wird als ein 3 -mer . Cox erklärt: " Es gibt nur 64 möglichen 3 -mere und damit je 3 -mer Karten auf eine Zahl von Null bis 63. Die symbolische Streudiagramme eine sehr lange Zeichenfolge aus Buchstaben , die eine DNA-Sequenz und teilen Sie diese in einer Reihe von 3 -mers . Es zeichnet dann einen Punkt für jedes 3 -mer , Null bis 63, mit der Nummer wie die y-Koordinate dient. " Die x-Achse ist die Reihenfolge, in der 3 -mer in der genetischen Sequenz angezeigt.

" Wenn dies scheint wirklich einfach , " Cox sagt: " Das ist, weil es ist wirklich einfach. Trotzdem die entstehenden Streudiagramme zeigen interessante Muster in der ursprünglichen DNA . Ich kann auch String diese Punktwolken zusammen, um Animationen für die Zwecke des Vergleichs zu erzeugen DNA-Sequenzen. "

Cox entschied sich auf 3 -mere zu konzentrieren , weil sie Codons , die die genetischen Codes der Körper verwendet , um das Einführen einer bestimmten Aminosäure bei der Erstellung von Proteinen festzulegen sind, zu korrelieren. In anderen Worten, zu überwachen sie die Schaffung von Proteinen - , die selbst die grundlegenden Bausteine ​​des menschlichen Körpers sind . " Es gibt 64 3 -mere , aber nur 20 Aminosäuren, " Cox sagt: " so jede Aminosäure entspricht mehreren 3 -mere . " Cox entwickelt die symbolische Streudiagramm , so dass diese 3 -mere , die zur selben Aminosäure entsprechen, sind nebeneinander .

"So ", Cox sagt: "Es ist einfacher zu bestimmen, wenn eine Differenz in 3 -meren ist signifikant - von einer Aminosäure zu einer anderen - eher als ein Unterschied in der 3 -mere , die noch immer zu der Herstellung der gleichen Aminosäure . eine Änderung in einer einzigen Aminosäure kann der Unterschied zwischen einem relativ harmlosen Krankheit und eines Todesfalls ", sagt Cox.

Die 2009 International Conference on Bioinformatics and Computational Biology in Las Vegas - Cox wird die Forschung im Juli dieses Jahres in BIOCOMP '09 präsentieren . Die Studie wurde Co-Autor von Dr. Lina Dagnino der University of Western Ontario .

Quelle:
Matt Shipman
North Carolina State University