Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Computationele methode versnelt dramatische schattingen van genexpressie

Anonim

Omdat genexpressieanalyse steeds belangrijker wordt voor zowel basisonderzoekers als artsen, hebben onderzoekers van de Carnegie Mellon University en de University of Maryland een nieuwe computationele methode ontwikkeld die de schattingen van genactiviteit uit RNA-sequencing (RNA-seq) drastisch versnelt.

advertentie


Met de nieuwe methode, genaamd Sailfish na de beroemde snelle vis, kunnen schattingen van genexpressie die voorheen vele uren duurde, in enkele minuten worden voltooid, met een nauwkeurigheid die gelijk is aan of groter is dan de vorige methoden. Het rapport van de onderzoekers over hun nieuwe methode wordt op 20 april online gepubliceerd door het tijdschrift Nature Biotechnology .

Er bestaan ​​nu gigantische opslagplaatsen van RNA-seq-gegevens, waardoor experimenten opnieuw kunnen worden geanalyseerd in het licht van nieuwe ontdekkingen. "Maar 15 uur later begint een pop echt te kloppen, vooral als je naar 100 experimenten wilt kijken, " zei Carl Kingsford, universitair hoofddocent bij Lane Center for Computational Biology van CMU. "Met Sailfish kunnen we onderzoekers alles geven wat ze van eerdere methoden hebben gekregen, maar sneller."

Hoewel de genetische samenstelling van een organisme statisch is, varieert de activiteit van individuele genen sterk in de loop van de tijd, waardoor genexpressie een belangrijke factor is om te begrijpen hoe organismen werken en wat er gebeurt tijdens ziekteprocessen. Genactiviteit kan niet direct worden gemeten, maar kan worden afgeleid door het volgen van RNA, de moleculen die informatie van de genen bevatten voor het produceren van eiwitten en andere cellulaire activiteiten. RNA-seq is een leidende methode voor het produceren van deze snapshots van genexpressie; in de genomische geneeskunde is het bijzonder nuttig gebleken bij het analyseren van bepaalde kankers.

Het RNA-seq-proces resulteert in korte RNA-sequenties, "reads" genoemd. In eerdere methoden konden de RNA-moleculen waaruit ze afkomstig waren, alleen worden geïdentificeerd en gemeten door deze reads nauwgezet in hun oorspronkelijke posities in de grotere moleculen in kaart te brengen.

Maar Kingsford, in samenwerking met Rob Patro, een post-doc onderzoeker in het Lane Center, en Stephen M. Mount, een universitair hoofddocent in Maryland's Department of Cell Biology and Molecular Genetics en zijn Center for Bioinformatics and Computational Biology, vonden dat de tijd- het consumeren van de mappingstap zou kunnen worden geëlimineerd. In plaats daarvan ontdekten ze dat ze delen van de leeswaarden konden toewijzen aan verschillende soorten RNA-moleculen, net alsof elke lezing fungeerde als meerdere stemmen voor één molecuul of een ander molecuul.

Zonder de mappingstap kan Sailfish zijn RNA-analyse 20-30 keer sneller voltooien dan de vorige methoden.

Deze numerieke benadering is misschien niet zo intuïtief als een kaart voor een bioloog, maar het is volkomen logisch voor een computerwetenschapper, zei Kingsford. Bovendien is de Sailfish-methode robuuster - beter in staat om fouten in de reads of verschillen tussen de genomen van individuen te tolereren. Deze fouten kunnen voorkomen dat sommige reads in kaart worden gebracht, legde hij uit, maar de Sailfish-methode kan alle RNA-leesstemmen gebruiken, wat de nauwkeurigheid van de methode verbetert.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door Carnegie Mellon University . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Rob Patro, Stephen M Mount, Carl Kingsford. Sailfish maakt alignment-vrije isovorm kwantificering mogelijk van RNA-seq-reads met behulp van lichtgewicht algoritmen . Natuurbiotechnologie, 2014; DOI: 10.1038 / nbt.2862