CICERO software ermöglicht die Erkennung von Krebs-verursachenden gen-Fusionen

CICERO software ermöglicht die Erkennung von Krebs-verursachenden gen-Fusionen

Nach Jahren der Entwicklung, der Konstruktion und Weiterentwicklung, Forscher am St. Jude Children ‚ s Research Hospital haben öffentlich verfügbar gemacht werden, ein software-system, das ermöglicht eine bessere Erkennung von gen-Fusionen. Das system, genannt CICERO, bietet zusätzliche Einblicke in Krebserkrankungen, sowie neue Ziele für Drogen-Behandlungen. Die neueste version von CICERO wurde veröffentlicht in Genome Biology.

„In beiden Kindern und Erwachsenen Krebse, genfusionen kann, werden wertvolle Ziele für medikamentöse Behandlung,“ sagte Jinghui Zhang, Ph. D., St. Jude Abteilung für Computational Biology Professur. „In vielen pädiatrischen Krebserkrankungen, sind Sie die Einleitung genomische Veränderungen Laufwerke, die die Tumorentstehung Krebs, was bedeutet, dass Medikamente, die auf das gen-fusion kann eine effektive Behandlung von Krebs.“

Die Bedeutung von gen-Fusionen

Genfusionen sind Fehler in der Replikation von Chromosomen, wie Zellen teilen neue Zellen. Hybrid-Gene, die fälschlicherweise entsteht, wenn Teile von zwei bisher voneinander unabhängige Gene verbunden sind. Solche verbindungen können aus Umlagerung, Vervielfältigungen, abschneiden oder inversion der Gene.

Gene sind die Baupläne der Proteine in der Zelle, und das Krebs-verursachen von Fusionen aktivieren kann, die Gene zu über-Proteine zu produzieren. Sie können auch erstellen, die Proteine, sind ständig eingeschaltet, fahren über die Vermehrung von Krebszellen. Darüber hinaus Störung der tumor-suppressor-Gens durch genfusion könnte auch Krebserkrankungen auslösen.

Bei der Entwicklung CICERO, Zhang und Ihre Kollegen nutzten eine Technik namens RNA-Sequenzierung. Mit dieser Technik, analysiert, Krebszellen zu erkennen, fusion events. CICERO unterscheidet fusion-Ereignisse durch den Vergleich der Zellen RNA-Sequenz, die sogenannte „Transkriptom“, mit dem veröffentlichten Referenz-version der DNA-Sequenz des menschlichen Genoms.

Die RNA-Sequenz einer Zelle ist die Vorlage transkribiert von der Zelle DNA, die den genetischen bauplan der Zelle. Die Zelle verwendet die RNA-template für die Herstellung der Zelle ist das Arbeitspferd Proteine. Unter diesen Proteinen Zell-Schalter, unnormal zu fahren Krebserkrankungen.

Zhang lab programmiert CICERO zu suchen, für die RNA-Segmente, die in der Transkriptom-mit teilweise übereinstimmung normale DNA-Segmente, die in der Referenz menschlichen Genoms enthalten aber auch Fragmente, die nicht mit der Referenz menschlichen Genoms. So, CICERO auseinanderhalten konnte die verräterischen Signaturen von genfusionen.

Das system bei der Arbeit

„Der Schlüssel zu CICERO‘ s Fähigkeit zu unterscheiden, das Krebs-verursachen von Fusionen von technischen Artefakten wurde eine Reihe von signal-zu-Rausch-recognition-Verfahren programmiert das system,“ sagte ersten Autor Liqing Tian, Ph. D., ein Bioinformatik-Forschung Wissenschaftler in Zhangs Labor. „Diese enthalten die Montage des absurden liest in einem mini-Genom darstellen, die gen-fusion; Filterung technische Artefakte; und Durchführung von umfangreichen Anmerkungen zu priorisieren potenzielle Krebs-verursachen von Fusionen.“

Neben der automatisierten Analyse, ein Visualisierungs-tool, genannt FusionEditor, entwickelt wurde.

„Durch visuelle Darstellung der vorhergesagten gene fusions, FusionEditor ermöglicht die Ermittler zu übernehmen, Ihre biologischen Kenntnisse über diese Krankheit zu Sortieren, ob Fusionen entdeckt von CICERO relevant sein dürften, von der Krankheit Sicht,“ sagte Zhang.

Um zu testen, CICERO die Fähigkeit zu erkennen, das Krebs-verursachen von Fusionen, die Forscher durchgeführten benchmark-tests, in denen Sie angewendet werden, das system, um die transkriptome von 170 Pädiatrische Leukämien, solide Tumoren und Hirntumoren, deren Fahrer Fusionen wurden bereits analysiert, die durch alternative Technologie. CICERO besser als andere Häufig verwendete Methoden der Erkennung von Treiber Fusionen.

Bewerben CICERO zu einem Erwachsenen Krebs, den Ermittler neu analysiert RNA-Sequenz-Daten aus dem Glioblastom, ein erwachsenes Gehirn Krebs und verglichen die Ergebnisse mit zuvor berichtet, genfusionen in dieser Krankheit.

„Suche nach einer neuartigen Fusionen in solch einer re-Analyse schwierig werden würde, aber wenn wir das täten, würde es beweisen, dass CICERO kann auch ein nützliches Werkzeug für die Erwachsenen Krebs.“ Sagte Zhang. „Ja, das haben wir entdecken mehrere Fusionen, die übersehen wurden, die durch andere Methoden, die sind auf jeden Fall anvisierbare durch Drogen.“

Der bisher unentdeckten Glioblastom-Fusionen enthalten, denen ein gen namens EGFR, eines der am häufigsten mutierten Gene in das Gehirn Krebs. Die Glioblastom-Analyse zeigte, dass eine überraschend hohe Zahl von EGFR-Fusionen, die in einem protein fehlt ein Ende, sagte Zhang. Dies könnte dazu führen, Verlust der protein-off-Schalter und drive den Krebs.