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研究人员开发出一种新的计算机模型以追踪细胞在一个完全发育的有机体中的起源

放大字体  缩小字体发布日期:2022-12-26 10:25  浏览次数:43
摘 要:在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学医学院的研究人员开发出一种新的计算机模型---称为定量命运图谱,其可以回顾发育时
  在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学医学院的研究人员开发出一种新的计算机模型---称为定量命运图谱,其可以回顾发育时间线,以追踪细胞在一个完全发育的有机体中的起源。他们表示这种新模型可以帮助人们更精确地发现哪些细胞在发育过程中获得了改变,从而改变了有机体从健康到疾病状态的命运。

  这些作者在这项新研究中使用数学算法,考虑到细胞分裂和分化的一般速度、突变自然积累的速度和其他已知的有机体发育因素。

 这种新的计算机模型是基于每个复杂的有机体每个复杂的有机体都来自受精细胞,即合子。受精细胞分裂,产生的子细胞继续分裂,最终分化为组织中的特化细胞。例如,大约有70万亿个细胞和数千个细胞类型。

   每次细胞分裂时,都可能发生突变,它会传递给子细胞,子细胞再次分裂,可能会得到第二个突变,这两个突变会传递给子细胞,所以重复。这些突变就像条形码,可以通过基因组测序设备(http://www.maoyihang.com/sell/l_4/)检测到。他们说,科学家可以跟踪相反的突变来构建细胞的谱系。

  定量命运图谱程序有两部分。第一部分是一个名字Phylotime为了推断与细胞分裂相关的时间尺度,将细胞突变读成条形码。在生物学中,系统发展描述和描述了进化发展的路线。第二部分是一种名称ICE-FASE根据细胞分裂的时间尺度,计算机算法构建了体内细胞层次结构和谱系的模型。

  这些作者在基因组的某些位置和随机时间对人类诱导多能干细胞进行测试(iPSC)突变。人类iPSC人体几乎可以产生任何细胞。它们培养这些细胞并分裂它们,然后跟踪子细胞中的原始突变和自发突变。在实验结束时,他们对最后一组子细胞进行了基因组测序,并将发现的任何突变输入计算机模型。结果是他们从原始人类构建了它iPSC延伸的家族树。

  这些作者可以通过比较这些突变组合来建立成熟细胞的祖先,并更准确地描述有机体是如何发育的。它们使用小鼠细胞和人类iPSC计算机模拟测试了该模型。

  Kalhor这种新工具(http://www.maoyihang.com/sell/l_5/)可以帮助科学家比较身体(包括人类)的正常状态和疾病状态。Kalhor补充说,这种工具可能有助于显示细胞如何偏离正常路径,这有助于开发疾病预防工具或治疗。

  虽然这种计算机模型可以构建细胞如何在有机物中发育,但它不确定自发突变是由外部因素、内部因素还是随机因素引起的。
 
 
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