Em um impulso à investigação do cancro, Princeton cientistas inventaram um método rápido e confiável para a identificação de alterações de cromossomos que ocorrem quando as células se tornem malignas. A técnica ajuda a mostrar como as células modificar sua própria constituição genética e pode permitir tratamentos de câncer de ser adaptado, mais precisamente para a doença de um paciente.
As células cancerosas são conhecidas entre os biólogos de sua notável capacidade de desativar alguns genes e outros overuse, permitindo seu crescimento sem controle em tumores. A mais agressiva dessas distorções ocorre quando as células se multiplicam apagar ou pedaços de seus próprios cromossomos. Células pode simplesmente cortar seqüências de genes do cromossomo, ou fazer muitas cópias adicionais da seqüência e reinseri-lo no cromossomo.
Até agora, os cientistas não tinham como rotina para detectar essas alterações, exceto para grande escala supressões ou aditamentos. Encontrar pequenas adições, mas crítica ou exclusões cromossomos necessários meticuloso, gene-gene-de buscas. Combinando ciência da computação e biologia, Princeton cientista Olga Troyanskaya, estudante Chad Myers e outros colegas inventaram um método para rapidamente analisar o genoma inteiro - todos os genes contidos em uma célula - e produzindo uma lista confiável de seções cromossomo que foram ou apagados ou adicionados.
"O problema é semelhante a encontrar erros de digitação em um livro muito grande escrito em uma língua que não entendemos completamente", disse Troyanskaya, professor assistente no Departamento de Ciência da Computação e do Instituto Lewis-Sigler de Genômica Integrativa . "Tudo o que você sabe que são algumas regras gerais da gramática e da sintaxe. Levaria anos para fazer a mão, e é ainda muito difícil com um computador."
Troyanskaya e Myers começou com dados de ferramentas de genômica que identificar milhares de genes de uma só vez e mostrar como eles estão sendo ativamente usadas. Eles utilizaram técnicas estatísticas avançadas para analisar esses dados e detectar com precisão as exclusões e adições - alguns tão pequenos como quatro ou cinco genes - entre dezenas de milhares de genes.
A realização ilustra o valor do ambiente interdisciplinar promovida pelo Instituto Lewis-Sigler de Genômica Integrativa, disse Troyanskaya. "Para esse tipo de problema você precisa de pessoas que entendem de ciência da computação, estatística e biologia", disse ela. "Nenhum dos lados pode fazer isso sozinho."
Suas descobertas serão publicadas na próxima edição da revista Bioinformatics e foram postadas no site da revista Web 29 de julho. Troyanskaya e Myers escreveu o jornal em colaboração com Lewis-Sigler companheiros Maitreya Dunham e professor de engenharia elétrica Sun-Yuan Kung.
Os pesquisadores aplicaram a técnica de células de levedura, bem como células de câncer de mama humano e encontrou muitas adições e exclusões anteriormente desconhecidas. Os resultados apoiam uma idéia proposta por alguns biólogos que as adições e exclusões cromossomo são mais comuns do que se acreditava anteriormente.
"Se uma célula realmente quer mudar drasticamente o seu comportamento - se for uma célula cancerosa ou algo mudou em seu ambiente - o caminho mais rápido é só para amplificar ou apagar um pedaço do cromossomo", disse Troyanskaya. "Precisávamos de uma forma de identificar estas supressões e amplificações com muita precisão."