新的计算方法可以推进精准医学

编辑:薄荷绿℡ 2019-08-05 11:21:35

科学家们已经设计出一种新的计算方法,可以揭示体内大量混杂细胞中的遗传模式。

发表在eLife杂志上的这一发现将有助于识别多种疾病(包括癌症)中基因表达的模式。科学家通过测试从小鼠睾丸中取出的组织来制定配方。手头的结果,他们已经对从不明原因不孕的男性采取的活检进行了同样的分析。

很少有研究试图通过比较患者的单细胞表达测量值与健康对照者的单细胞表达测量值来找到任何疾病的原因。我们想证明我们可以理解这类数据并确定一个患者在不明原因不孕症方面的具体缺陷, 共同资深作者唐纳德康拉德博士说,他是俄勒冈健康与科学大学俄勒冈国家灵长类动物研究中心副教授兼遗传学系主任。

牛津大学的Simon Myers博士也是高级合着者。

康拉德表示,他预计新方法将推进精准医学领域的发展,其中个性化治疗可应用于每位患者遗传读数的特定细微差别。

科学家们通过应用最近在牛津大学开发的一种方法取得了突破,该方法可以从大量单个细胞中获得基因表达数据,这些细胞包括甚至是微小的组织活组织检查。该方法称为数组的稀疏分解或SDA。

作者写道: SDA不是聚类细胞群,而是识别包含表达共变基因组的成分。

这项新研究将这种方法应用于从五行小鼠的睾丸中取出的57,600个个体细胞:四个带有已知的基因突变,导致精子生成缺陷,另一个没有遗传性不育的迹象。研究人员希望了解是否有可能根据个体细胞RNA或核糖核酸中表达的基因差异导致的生理特征变异对这个庞大的数据集进行分类。

研究人员发现他们能够消除统计噪音并将数千个细胞分为46个遗传组。

这是一种数据减少方法,可以让我们识别出活动在细胞亚群中上下移动的基因组, 康拉德说。 我们真正在做的是建立一个字典,描述基因如何在单细胞水平上发生变化。

这项工作将立即适用于男性不育症。

不孕症影响全世界男性人口的0.5%至1%。目前治疗男性不育的措施包括专注于管理精子本身的缺陷,包括通过体外受精。但是,这些技术并不适用于所有情况。

康拉德说: 我们正在谈论你不能开始使用精子的问题。

这项新技术可以为诊断特定的遗传缺陷开辟新的机会,然后通过新的基因编辑工具(如CRISPR)对其进行纠正。鉴定特定原因将是对诊断男性不育的现有技术水平的巨大改进,这相当于对睾丸组织活检的描述性分析。

与此类诊断相结合的CRISPR所提供的机会,实际上是天上的匹配, 康拉德说。

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