bpsm 2014.09. - sebestyén endre: alternatív splicing változások elemzése rákgenom projektekben
DESCRIPTION
Alternatív splicing változások elemzése rákgenom projektekben Sebestyén Endre - Computational Genomics, Universitat Pompeu Fabra, Dr. Aiguader 88, E08003 Barcelona, Spain Az elmúlt évtizedben a rákkutatást jelentősen elősegítette a különféle genomszekvenáló módszerek szédületes fejlődése, és az egyszerre előállítható adatmennyiség. Az e módszerekre alapuló tanulmányok nagy része azonban csak a DNS mutációk katalogizálásával foglalkozik, kevés figyelmet fordítva más változásokra. Az alternatív splicing mechanizmusa, amely lehetővé teszi, hogy egy génről több különböző mRNS változat, majd fehérje is képződjön, valószínűleg fontos szerepet játszik a rák kialakulásában, azonban átfogóan eddig nem vizsgálták. Munkánk során 9 ráktípushoz tartozó mintegy 4000 mintában kerestünk alternatív splicing változásokat, és elemeztük ezek kapcsolatát a DNS-ben fellépő mutációkkal. Több mint 250, mutációktól általában független, adott rákra jellemző, vagy több ráktípusban is előforduló konzisztens változást írtunk le, amelyek lehetséges jövőbeli terápiás célpontok, esetleg diagnosztikai módszerek fejlesztésében is felhasználhatók. Budapest Science Meetup, 2014. szeptember 11.TRANSCRIPT
Alternatív splicing változások elemzése rákgenom projektekben
Sebestyén EndreUPF, Barcelona
A rák biológiája
Hanahan et al., Cell 144, 646-674
A rák biológiája
A rák mint evolúciós folyamat
Greaves & Maley, Nature 481, 306–313
A hiányzó mutációk
Vogelstein et al., Science 339, 1546-1558
Genomszekvenálás
Rákgenom projektek
Rákgenom projektek
● DNS mutációk, strukturális változások
● DNS metiláció
● Génexpresszió
– mRNS, miRNS, ncRNS, stb
● Hisztonmódosulások
● Szabályozó fehérje kötőhelyek a DNS-en
● Mindez sokszor normál és tumoros mintában is ugyanattól a betegtől
Alternatív splicing
Alternatív splicing
Alternatív splicing
● Egy gén
– Több mRNS, tehát több fehérje
– Több különböző funkció
– A funkciók függenek az mRNS-ek, fehérjék egymáshoz viszonyított arányától is
Alternatív splicing a rákban
Zhang & Manley, Cancer Discovery 3, 1228-37
Cél
● Alternatív splicing változások keresése
– amelyek konzisztensen felbukkannak adott rákban
– vizsgálva, hogy összefüggenek-e a mutációkkal
– olyan módszerrel, amely különféle mintatípusok, módszerek, és nagy biológiai variabilitás esetén is használható
– a teljes mRNS-re fókuszálva, nem pedig csak az egyes exonok közötti variációt nézve
NUMB gén - LUAD
FBLN2 gén - COAD
iso-kTSP
● Szoftver konzisztens alternatív splicing változások keresésére
– Expressziós adatok mintánként minden gén minden ismert mRNS verziójáról
– Adott gén teljes mRNS-eit hasonlítja össze
● Bármely két kategória (normál – rák, kezelt – nem kezelt, stb) összehasonlitható, amennyiben konzisztens rangsorolás lehetséges a mintán belül
● Isoform Top Scoring Pairs: génenként 1 mRNS párt választ ki
● Emellett: az első k legkonzisztensebb változást használja ismeretlen minták kategorizálására
Score S1 = P(I
g,i < I
g,j | N) + P(I
g,i > I
g,j | T)
Tan et al., Bioinformatics 21, 3896-3904
Validálás – FBLN2 – COAD
Splicing változások katalógusa
Összefoglalás
● Szoftver konzisztens mRNS változások keresésére két kategória között
● Katalógus 9 ráktípus esetén ezekről a változásokról
● A változások nagyrésze mutációktól független
● Funkció a rák kialakításában?
● http://bitbucket.org/regulatorygenomicsupf/iso-ktsp
● http://www.biorxiv.org/content/early/2014/07/07/006908
● Diagnosztikában, kezelésekben hasznosítható
