슬롯 사이트, 교수컴퓨터 과학과, 국립 보건원 (National Institutes of Health)이 자금을 지원하는 130 만 달러의 생물 정보학 프로젝트를 시작하여 유전자 코드의 대안 적 스 플라이 싱의 결과로 생성 된 슬롯 사이트의 안정성과 기능을 예측하기위한 계산 도구를 개발했습니다.
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4 년간의 프로젝트는 유전자 발현의 중요하지만 잘 이해되지 않은 측면을 조사하기 위해 높은 수준의 컴퓨팅 및 실험실 실험을 결합하고 있습니다. 하나의 유전자는 하나 이상의 슬롯 사이트을 일으킬 수 있으며, 이들 슬롯 사이트은 비활성 분자, 불안정한 분자 또는 변동성 역할을 할 수 있습니다.
“인간은 해당 유전자의 코드가 함께 스 플라이팅되는 방식에 따라 단일 유전자에서 200 개의 다른 슬롯 사이트을 생산할 수있는 복잡한 존재입니다.”라고 Korkin은 말합니다. "이 연구는 딥 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 유전자 코드의 대안 적 스 플라이 싱이 생성되는 슬롯 사이트과 세포, 조직 및 질병에서의 기능에 대한 의미를 예측할 것입니다.".
다세포 유기체에서의 유전자 발현은 세포에서 발견되는 긴 분자 인 DNA로 시작하는 복잡한 과정이다. DNA의 세그먼트에는 지시 또는 유전자가 포함되어 있습니다. 전사라는 단계 동안, 다른 분자는 유전자의 세그먼트를 복사한다. 사본은 메신저 RNA (mRNA)가되기위한 추가 단계를 거치며, 이는 번역이라는 과정에서 특정 슬롯 사이트을 만드는 데 사용되는 지침을 제공합니다..
DNA 코드의 사본이 다른 방식으로 mRNA의 전구체로 조립 될 때 전사와 번역 사이에 대안 적 스 플라이 싱이 발생합니다. 대안적인 스 플라이 싱은 이소 형으로 알려진 슬롯 사이트 변이체로 번역 된 mRNA를 유발한다.
결과적으로, 제한된 수의 유전자는 많은 슬롯 사이트 이소 형을 유발할 수 있습니다. 과학자들은 인간 게놈에 약 300,000 개의 슬롯 사이트 이소 형을 코딩하는 약 20,500 개의 유전자를 포함한다고 추정합니다.
"궁극적 으로이 기술은보다 정확한 진단과 개인화 된 의학적 치료로 이어질 수 있습니다." -슬롯 사이트, 컴퓨터 과학과 교수
NIH 지원 프로젝트의 주요 조사관 (PI) 인 Korkin에 따르면 슬롯 사이트 이소 형의 안정성과 기능에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다. 안정성 예측 변수 및 이소 형의 기능을 특성화하는 방법을 개발하는 것 외에도 Korkin 및 Co-PiGloria Sheynkman슬롯 사이트 간의 상호 작용에 대한 대안 적 스 플라이 싱의 효과를 연구하는 방법을 개발할 것입니다. Sheynkman은 버지니아 대학교 의과 대학의 분자 생리학 및 생물학적 물리학 조교수로서 이전에 Korkin과 공동 작업을 해왔습니다.
최첨단 프로테오 제민 및 CRISPR 접근법을 사용한 실험은 Korkin의 그룹이 수행 한 계산 예측을 확인하고 Korkin의 새로운 데이터를 Korkin의 모델에 제공하기 위해 Sheynkman Lab에서 설계 및 수행됩니다.
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WPI의 2 명의 박사 학위 학생들이 연구에 참여할 것이며, 학부생들도 참여할 기회도 있습니다. 2023 년 7 월까지 안식일을하고 있지만 프로젝트를 계속 진행하고있는 Korkin 은이 프로젝트도 그의 가르침에 포함될 것이라고 말했다.
“생물 정보학은 비교적 새로운 과학이며 진화하고 있습니다.”라고 Korkin은 말합니다. "우리가 연구에서 배우고 교실에서 그것을 소개하는 것이 합리적입니다. 실제로 많은 학생들이 최첨단 발견에 대해 논의하기 때문에이 분야를 흥미롭게 생각합니다."