Het Gebruiken van supercomputers om gedeelten van het menselijke genoom met die van andere zoogdieren, heeft onderzoekers in Cornell te vergelijken zowat 300 eerder niet geïdentificeerde menselijke genen ontdekt, en gevonden reeds gekende uitbreidingen van honderden genen.
De ontdekking is gebaseerd op het idee dat als organismen evolueert, secties van genetische code die iets nuttig voor de organismeverandering in verschillende manieren doen.
Het onderzoek wordt gemeld door Adam Siepel, Cornell hulpprofessor van biologische statistieken en computerbiologie, Cornell post-doctorale onderzoeker Brona Brejova en collega's bij verscheidene andere instellingen in de online versie van het Onderzoek van het dagboekGenoom, en het zal in de het af:drukken van December uitgave verschijnen.
Het volledige menselijke genoom werd gerangschikt verscheidene jaren geleden, maar dat betekent eenvoudig dat de orde van 3 miljard of de zo chemische eenheden, basissen riepen, die omhoog de genetische code gekend zijn maken. Wat blijft is de identificatie van de nauwkeurige plaats van alle korte secties die voor proteïnen coderen of regelgevende of andere functies uitoefenen.
Meer dan 20.000 eiwit-codeert genen zijn geïdentificeerd, zo de Cornell bijdrage, terwijl significant, verandert dramatisch niet het aantal bekende genen. Wat, de onderzoekers belangrijk is zeg, is dat hun ontdekking toont er nog veel meer genen zou kunnen zijn die gebruikend huidige biologische methodes zijn gemist. Deze methodes zijn zeer efficiënt bij het vinden van genen die wijd worden uitgedrukt maar die kunnen missen die slechts in bepaalde weefsels of in vroege stadia van embryonale ontwikkeling worden uitgedrukt, bovengenoemde Siepel.
„Wat opwekkend is gebruikt evolutie om deze genen te identificeren,“ bovengenoemde Siepel. De „Evolutie heeft dit experiment voor miljoenen jaren gedaan. De computer is onze microscoop om de resultaten waar te nemen.“
Vier verschillende basissen -- algemeen bedoeld bij brieven G, C, A en T -- maak omhoog DNA. Drie basissen in een rij kunnen voor een aminozuur (de bouwstenen van proteïnen) coderen, en een koord van deze drie-brief codes kan een gen zijn, coderend voor een koord van aminozuren dat een cel in een proteïne kan maken.
Siepel en de collega's trachten genen te vinden die „zijn behouden“ -- dat voor al leven fundamenteel is en dat het zelfde, of bijna zo is gebleven, meer dan miljoenen jaren van evolutie.
De onderzoekers begonnen met „groeperingen“ door andere arbeiders worden ontdekt die -- rek tot verscheidene duizend lange basissen die over twee of meer species meestal gelijk zijn. Het Gebruiken van computer op grote schaal groepeert zich, met inbegrip van een 850 knoopcluster op het Cornell Centrum voor Geavanceerde Gegevensverwerking, stelden de onderzoekers drie verschillende algoritmen, of gegevensverwerkingsontwerpen in werking -- één waarvan Siepel leidde tot -- om deze groeperingen tussen mens, muis, rat en kip in diverse combinaties te vergelijken.
Meer Dan miljoenen jaren, kunnen de individuele basissen worden geruild -- C aan G, T aan A, bijvoorbeeld -- door schade of miscopying. De Veranderingen die de structuur van een proteïne veranderen kunnen het organisme doden of het verzenden onderaan een doodlopende evolutieve weg. Maar de behouden genen bevatten slechts minder belangrijke veranderingen die de proteïne bekwaam verlaten om zijn werk te doen. De computer zocht gebieden met die soorten veranderingen door een wiskundig model van te creëren hoe het gen zou kunnen veranderd zijn, dan zoekend gelijken aan dit model.
Na het elimineren van voorspellingen die reeds bekende genen aanpasten, testten de onderzoekers de rest in het laboratorium, test dat veel van de genen in feite in steekproeven van menselijk weefsel konden worden gevonden en voor proteïnen konden coderen. De onderzoekers konden soms de proteïnen in vergelijking met gegevensbestanden van bekende proteïnen identificeren. De ontdekte genen moeten hoofdzakelijk met motoractiviteit, celadhesie, bindweefsel en centrale zenuwstelselontwikkeling, functies doen die zouden kunnen gemeenschappelijk worden verwacht om voor vele verschillende schepselen te zijn.
Het volledige project, van de bouw van en het testen van de wiskundige modellen aan het runnen van definitieve laboratoriumtests, vergde ongeveer drie jaar, bovengenoemde Siepel. Het werk werd gesteund door het Nationale Instituut van Kanker, een Nationale Toelage van de Ontwikkeling van de Carrière van de Stichting van de Wetenschap Vroege en een Universiteit van gediplomeerde het onderzoekbeurs van Californië.
http://www.cornell.edu/