นักวิทยาศาสตร์ต้องการทำความเข้าใจการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างจีโนมและโปรตีโอม เพิ่มในเมตาบอลิซึม ในการทำให้สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนขึ้น มีอี พิจีโนม ซึ่งเป็นการ ดัดแปลงทางเคมีของดีเอ็นเอที่ช่วยควบคุมว่ายีนใดที่เปิดและปิด และ ทรานสคริปโทม ซึ่งเป็น RNAแบบครบวงจรที่แปลพิมพ์เขียวของ DNA เพื่อนำไปใช้สร้างโปรตีน ไม่น่าแปลกใจเลยที่การทำแผนที่เครือข่ายที่ครอบคลุมสำหรับสิ่งมีชีวิตใด ๆ ยังคงเป็นเป้าหมายที่ห่างไกล
สำหรับตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์มักจะเน้นการศึกษาแบบ multi-omic
เกี่ยวกับโรคหรือคำถามเฉพาะ บาลิกาต้องการเรียนรู้ว่าวัณโรคซึ่งคร่าชีวิตผู้คนเกือบ 10 ล้านคนต่อปีและคร่าชีวิตผู้คนไป 1.5 ล้านคนได้อย่างไร – หลบเลี่ยงยาภายในร่างกาย แบคทีเรีย TB หลายสายพันธุ์สามารถต้านทานการรักษาที่มีอยู่หรือสามารถทนต่อการรักษาได้นานพอที่จะตั้งหลักได้
เพื่อเรียนรู้ว่าMycobacterium tuberculosisสามารถป้องกันยาได้อย่างไร ขั้นแรก Baliga จึงมองหาในแบคทีเรีย โดยระบุยีน โปรตีน และโมเลกุลอื่นๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์เมื่อจุลินทรีย์แพร่เชื้อไปยังโฮสต์
เขารวบรวมข้อมูลประเภทต่าง ๆ ของ omic จากM. tuberculosisเพียงอย่างเดียวและเมื่ออยู่ในที่ที่มียาปฏิชีวนะ ทีมงานของเขาเพิ่งมุ่งเน้นไปที่การตอบสนองของจุลินทรีย์ต่อเบดาควิลีน ซึ่งเป็นยาที่ใช้รักษาวัณโรคที่ดื้อยาหลายชนิด บาลิกาวัดทรานสคริปโทมของจุลชีพต่อหน้าเบดาควิลีนขนาดต่างๆ และในเวลาที่ต่างกันหลังจากแนะนำยา
จากการถ่ายโอนข้อมูลขนาดยักษ์นี้ โมเดลคอมพิวเตอร์ช่วยให้โฟกัสแคบลงเหลือเพียงกลุ่มยีน โปรตีน และโมเลกุลอื่นๆ ที่เปลี่ยนแปลงภายใต้เงื่อนไขบางประการ โปรแกรมการแสดงภาพได้เปลี่ยนผลลัพธ์ทางคณิตศาสตร์เหล่านี้เป็นแผนที่ที่นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์ได้
ทีมของ Baligaรายงานเมื่อเดือนสิงหาคมที่ผ่าน มาว่า ยีนประมาณ 1,100 ตัว
มีพฤติกรรมแตกต่างกันเมื่อมีเบดา ควิลี น การวัด RNA ระบุว่ายีนเหล่านี้ส่วนใหญ่มีการเคลื่อนไหวน้อยลง แต่มีบางส่วนเปลี่ยนไปเป็นโอเวอร์ไดรฟ์ นักวิจัยสงสัยว่ายีนซึ่งกระทำมากกว่าปกเหล่านี้อาจอยู่เบื้องหลังการต่อต้าน – เล่นกันเพื่อสร้างเครือข่ายที่เล็กกว่าภายในเครือข่ายการตอบสนองของวัณโรคที่ใหญ่ขึ้น
แต่การวิเคราะห์ทางสถิติเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะยืนยันลางสังหรณ์ ความสัมพันธ์ไม่ใช่สาเหตุ ฟีห์นชี้ให้เห็น นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องค้นหาว่าการเปลี่ยนแปลงใดมีความสำคัญจริงๆ
ยาแก้ไข้
นักวิจัยพบยีน 2 ยีนที่ทำงานไวเกินในแบคทีเรียวัณโรคที่ทนต่อยาเบดาควิลีน ยาฆ่าสายพันธุ์กลายพันธุ์ด้วยยีนเหล่านั้นที่เคาะออกเร็วกว่าที่ฆ่าสายพันธุ์ปกติ (เส้นทึบ) แม้ว่าทั้งสามสายพันธุ์จะเติบโตในทำนองเดียวกันโดยไม่มียา (เส้นประ) นั่นเป็นการยืนยันเครือข่ายที่นักวิทยาศาสตร์ทำแผนที่
ที. ทิบบิทส์
ที่มา: E. Peterson et al/Nature Microbiol 2016
นั่นคือ หากคุณกำลังสแกนจุดข้อมูลหลายล้านจุดเพื่อค้นหาความผันแปร คุณจะพบความผิดปกติบางอย่างที่เกิดจากโอกาสและไม่เกี่ยวข้องกับโรคหรือ
คำถามที่อยู่ในมือ แต่เริ่มจากชุดข้อมูลที่มีขนาดเล็กกว่าของผลลัพธ์ที่เปลี่ยนแปลง นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบว่าผู้เล่นคนใดมีความสำคัญจริงๆ ในเครือข่ายและผู้เล่นรายใดอยู่ข้างสนาม ในแบบจำลองสัตว์หรือจานเพาะเชื้อ นักวิทยาศาสตร์ปิดใช้งานยีนครั้งละหนึ่งยีนเพื่อดูว่ายีนส่งผลต่อเครือข่ายที่เสนออย่างไร
“ชีววิทยาของระบบสามารถสร้างสมมติฐานที่น่าทึ่งเหล่านี้ได้เกี่ยวกับการโต้ตอบของยีน” บาลิกากล่าว การทดสอบพวกมันในอดีตนั้นท้าทายกว่า แต่ตอนนี้ เทคโนโลยีการแก้ไขยีน เช่น CRISPR/Cas9 ( SN: 9/3/16, p. 22 ) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบเครือข่ายเหล่านี้ในระบบที่มีชีวิตได้ง่ายขึ้น
บาลิกาและทีมของเขาแก้ไขจีโนมของเอ็ม วัณโรคโดยปิดการใช้งานกลไกควบคุมที่รับผิดชอบยีนที่โอ้อวดบางตัว นักวิจัยรายงานว่ายาทำงานได้ดีขึ้นกับแบคทีเรียดัดแปลง
credit : drownforvermont.com photoshopcs6serialnumber.com everybodysgottheirsomething.com themeaningfulcollateral.com milesranger.com tweetersation.com echolore.net siterings.net powerlessbooks.com livingserrallo.com
