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浸大首建基因調控技術理論模型

2018-01-16
■呂愛平等浸大學者成功建立了世界首項基因轉錄調控的模型理論及演算法。資料圖片■呂愛平等浸大學者成功建立了世界首項基因轉錄調控的模型理論及演算法。資料圖片

香港文匯報訊(記者 高鈺)浸會大學中醫藥學院的研究團隊成功建立了世界首項基因轉錄調控的模型理論及演算法「LogicTRN」,幫助理解器官發育、疾病發生及發展、衰老等複雜的生物過程,並快速尋找複雜疾病的關鍵調控路徑,從而推動標靶藥物的研發。專家更成功應用新方法於分析乳腺癌和心肌細胞發育過程中的基因轉錄調控,並在多個實驗中得到驗證,結果最近於國際著名學術期刊《自然通訊》上發表。

浸大的研究團隊包括該校中醫藥學院院長呂愛平、技術開發部主任及教學科研部副主任張戈與教學科研部助理教授祝海龍。

目前科學家正在快速積累海量的生物大數據,因此有必要開發有效的模型及方法綜合及分析各種資料,從而理解生物過程的核心機制。

呂愛平指出,過去由於缺乏相關的理論模型,無法構建出可靠的基因調控關係,而「LogicTRN」正是一個建基於生物學過程的模型架構,其結論可以通過實驗來驗證,故「LogicTRN」對於探索生物過程中的基因調控機制有重要啟示作用。

祝海龍進一步解釋指,轉錄因子是功能蛋白,通過結合在基因啟動子區域對基因轉錄的開關進行控制,生命體在很大程度上通過轉錄因子對基因進行精確調控,以發揮各種功能,而轉錄因子自身又受到其上游基因調控,從而形成複雜的調控網路。

增進對細胞各分子活動認知

據了解,2,000至3,000個轉錄因子,就可以調控超過3萬個基因。配合「LogicTRN」這個模型框架,研究人員可以同時考慮各個細胞過程,如基因變異、蛋白-DNA結合、miRNA調控、蛋白翻譯及蛋白與蛋白相互作用等對基因轉錄的調控及影響,而透過數據分析,可增進人類對細胞中各種分子活動的認知。

祝海龍透露,團隊已成功應用新方法於分析雌激素誘導的乳腺癌過程及人工誘導多能幹細胞衍生的心肌細胞發育過程中的基因轉錄調控,並在多個調控模式的實驗中得到驗證。

目前疾病研究及新藥開發中遇到的關鍵問題是如何確定治療靶基因。張戈指出,基因之間的關係複雜,在研究關鍵基因過程中往往顧此失彼,現時普遍使用的生物資訊方法,雖能找到基因之間的關聯,但準確性不足兼難被驗證,相對而言「LogicTRN」可更加準確又能作定量分析,幫助快速尋找複雜疾病如癌症中的關鍵調控路徑及治療靶基因。

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