Понимание личных метаболических фенотипов позволяет нам проектировать эффективные терапевтические стратегии различных хронических болезней и инфекционных заболеваний. Человеческая вычислительная модель назвала масштаб генома, метаболическая модель (ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ) содержит информацию о тысячах метаболических генов и их соответствующих реакциях и метаболитах, и играла важную роль в предсказании метаболических фенотипов. Хотя несколько версий человеческих ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ были выпущены, они имели пространство для дальнейшего развития, тем более, что к слиянию биологической информации, прибывающей из человеческого механизма генетики, названного «соединение альтернативы». Альтернативное соединение – генетический механизм, который позволяет гену давать начало многократным реакциям и сильно связан с патологией.
Чтобы заняться этой проблемой, Цзэ Ён Рюй (аспирант), доктор Хюн Ук Ким (Научный сотрудник), и Выдающийся профессор Сан Юп Ли, все от Отдела Химической и Биомолекулярной Разработки в KAIST, развивал вычислительную структуру, которая систематически производит метаболические реакции и добавляет их к человеческому ДРАГОЦЕННОМУ КАМНЮ. Получающийся человеческий ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ был продемонстрирован, чтобы точно предсказать метаболические фенотипы под различными условиями окружающей среды. Результаты исследования были изданы онлайн на Слушаниях Национальной академии наук (PNAS) 24 октября 2017, под заголовком «Структура и ресурс больше чем для 11 000 генных ассоциаций реакции белка расшифровки стенограммы в человеческом метаболизме».
Исследовательская группа сначала обновила биологическое содержание предыдущей версии человеческого ДРАГОЦЕННОГО КАМНЯ. Обновленное биологическое содержание включает метаболические гены и их соответствующие метаболиты и реакции.
В частности, метаболические реакции, катализируемые уже известными изоформами белка, были дополнительно включены в человеческий ДРАГОЦЕННЫЙ КАМЕНЬ; изоформы белка – многократные варианты белков, произведенных от отдельных генов до альтернативного процесса соединения. Каждая изоформа белка часто ответственна за операцию метаболической реакции. Хотя многократные изоформы белка, произведенные от одного гена, могут играть различные функции при наличии различных наборов областей белка и/или подклеточных локализаций, такую информацию правильно не рассмотрели в предыдущих версиях человеческих ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ.После начального обновления человеческого ДРАГОЦЕННОГО КАМНЯ, названного Передоводом «против» 2M.1, исследовательская группа впоследствии осуществила вычислительную структуру, которая систематически производит информацию о Генных Ассоциациях Реакции Белка Расшифровки стенограммы (GeTPRA), чтобы определить изоформы белка, которые не были ранее определены.
Эта структура была развита в этом исследовании. В результате внедрения структуры для GeTPRA больше чем 11 000 GeTPRA были автоматически предсказаны, и полностью утверждены. Дополнительные метаболические реакции были тогда добавлены, чтобы Повторно подставить 2M.1 на основе предсказанного GeTPRA для ранее неохарактеризованных изоформ белка; передовод «против» 2M.1 был переименован в Передовод «против» 2M.2 от этой модернизации. Наконец, Передовод «против» 2M.2 был объединен с 446 наборами личных биологических данных (данные РНК-Seq), чтобы построить определенные для пациента модели рака.
Эти определенные для пациента модели рака использовались, чтобы предсказать действия метаболизма рака и противораковые цели.Развитие новой версии человеческих ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ наряду с вычислительной структурой для GeTPRA, как ожидают, повысит исследования в фундаментальной человеческой генетике и медицине. Образцовые файлы человеческого Передовода «против» ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ 2M.1 и 2M.2, полный список GeTPRA и исходного кода для вычислительной структуры, чтобы предсказать GeTPRA все доступны как часть публикации этого исследования.
Выдающийся профессор Ли сказал, «Предсказанный GeTPRA от вычислительной структуры, как ожидают, будет служить директивой для будущих экспериментов на человеческой генетике и биохимии, тогда как получающийся Передовод «против» 2M.2 может использоваться, чтобы предсказать цели препарата различных человеческих болезней».Эта работа была поддержана Программой Разработки технологий, чтобы Решить изменения климата на Системах Метаболическая Разработка для Бионефтеперерабатывающих заводов (NRF-2012M1A2A2026556 и NRF-2012M1A2A2026557) из Министерства Науки и ICT через National Research Foundation (NRF) Кореи.