数据库与聚星平台癌症

|写的 andre dp encarnacion

生物学家和信息学专家joeriggo雷耶斯。 (照片来自el bacani,up mpro)
生物学家和信息学专家joeriggo雷耶斯。 (照片来自el bacani,up mpro)

 

joeriggo reyes独自坐在一间可以建造两个人的办公室里,起初可能不会成为一个多学科团队的一员,他们应对世界上最致命的疾病之一。通常与生物学奖学金联系的实验室礼服或测序机器无处可见。然而,从他在迪利曼数学研究所的房间里,这位生物学家和信息学专家发现自己处于当代癌症研究的十字路口。

作为聚星平台加利福尼亚州高级研究机构(pcari)资助项目的科学数据库的主要建设者,雷耶斯办公室是聚星平台和美国四个团队制作数据的汇合点。一旦完成,它将收集来自洛杉矶大学,加州大学戴维斯分校,迪利曼大学和聚星平台肺部中心的实验室的信息。

这些研究人员 - 通过共同的视觉和光纤电缆而不是物理接近 - 更多地利用他们在系统生物学,医学和化学方面的专业知识来解开肺癌的秘密,这种疾病每小时要求10个聚星平台人,根据世界健康状况组织。

虽然为研究人员建造一个可自由进出的仓库听起来像是工作中最不吸引人的部分,但雷耶斯发现他的角色可能最能反映出21世纪的科学是如何完成的。

今天的科学家越来越多地依靠大型数据集将以前孤立的受试者聚集在一起,并模拟构成癌症等复杂现象的相互作用成分。
这些努力的核心是数据库 - 研究人员可以访问他们的同行和前辈上传的大量数据,以解决以前棘手的问题。雷耶斯希望他正在建设的资源库不仅有利于他的项目支持者,还有其他科学家致力于聚星平台生物医学研究的下一代突破。

 

什么是数据库?

虽然与生物学和信息技术相结合的项目听起来令人生畏,但描述数据库本身是相当简单的。 “一个简单的数据库示例是一个微软excel文件,”雷耶斯说。 “在excel文件中,你有行,你有列。在这些中你有像人的名字和生日那样的属性。这是一个简单的数据库,我们只是努力制作更复杂的数据库。“

这些更复杂的数据库现已成为越来越多部分和复杂的生物学研究的主要内容。一个例子是美国国立卫生研究院的ncbi(国家生物技术信息中心)及其爆炸算法。

 

来自字符串数据库的癌相关蛋白efgr的可视化相互作用。访问: //string-db.org/
来自字符串数据库的癌相关蛋白efgr的可视化相互作用。访问: //string-db.org/

 

“爆炸连接到ncbi的所有遗传数据库,”雷耶斯解释说。 “来自美国,日本和欧洲的不同机构组成了一个联盟,以确保他们拥有的任何数据都可供外界使用。所以,每个人都看到同样的事情。“

原则上,每当来自世界任何地方的实验者对基因(或基因组)进行排序时,人们总是可以使用blast在数据库中查找类似的基因。 “那样,”雷耶斯说,“你可以识别你的基因或蛋白质,或者对其结构或功能做出明智的猜测。”这个过程甚至适用于其他类型的分子数据,如蛋白质的质谱指纹图谱和代谢物。

 

多部分机器

鉴于雷耶斯项目的规模和复杂性,对全面且易于使用的内部数据库的需求变得显而易见。他主要是通过skype进行交流 聚星平台肺癌细胞系的糖蛋白质组学,用于生物标志物发现和天然产物的抗癌筛选 团队提供独特的数据贡献,自主地开发组件,总而言之,有助于实现更广泛的目标。

总的来说,该项目为未来的研究奠定了基础,使临床医生能够在最短的时间内描述患者并告诉他或她是否患有肺癌,以及哪种治疗方案可能最有效。它还将帮助我们开发针对多种基因的药物,专门针对当地人群量身定制。

该项目的一个组成部分,由博士领导。聚星平台肺中心的弗朗西斯科·赫拉德将收集聚星平台肺癌患者的肿瘤组织和血液样本,并为他们建立细胞系。

为什么这很重要?雷耶斯说,到目前为止,大部分关于肺癌的工作都使用过欧洲和美国的样本。 “我们拥有自己的一系列突变,我们自己的基因谱。”这些样本将有助于确定聚星平台人是否确实拥有独特的癌症生物标志物,并帮助澄清我们如何对治疗产生不同的反应,给出这些概况。

在另一个组成部分,研究人员将使用博士的uc davis实验室提供的技术。 carlito lebrilla,糖基化专家 - 碳水化合物与蛋白质等分子的结合。这些“糖蛋白”中的一些反过来执行对细胞至关重要的功能,例如发送和接收信号。

lebrilla的研究小组发现,通过分析这些碳水化合物或“聚糖”的类型和丰度可以区分几种类型的癌症。除了遗传变异和基因表达的概况外,还将制作收集的患者样本中这些聚糖的概况。糖基化错误是如何产生的,以及它们如何成为未来疗法可以作为目标的诊断“标志物”。

 

雷耶斯浏览大型数据集。 (照片来自el bacani,up mpro)
雷耶斯浏览大型数据集。 (照片来自el bacani,up mpro)

 

The third component, led by chemists Dr. Ruel Nacario and Dr. Gladys Completo from UP Los Baños, in collaboration with Dr. Isagani Padolina of Pascual Pharma Corp. R&D Lab will characterize and identify plant extracts from the Makiling area that can help prevent or treat lung cancer. Compounds isolated from these plants will be screened for bioactivity against known cancer cell lines, and those previously collected. A computational team, including Reyes and led by mathematician Dr. Jomar Rabajante, will also try to model the broader cancer network involving genes, their expression, and the interactions between them based on all the collected data.

支持所有这些努力并不断由团队成员提供的信息提供,将成为项目的数据库。虽然此时对这个宝贵的存储库的访问可能仅限于团队,但一旦项目完成,它将可供全世界使用。

 

思考系统

对于雷耶斯来说,技术的进步已经不可逆转地改变了科学的方式。像blast,kegg这样的数据库以及他正在帮助构建的数据库,现在让科学家们能够更大思考,并将曾经被认为是不同的学科联系起来

“如今,我们不能孤立地生活,”他说。 “为了解决科学问题,你可能需要像我们的项目一样拥有一个多学科的团队。能够在这样一个团队中间振作起来。“对于雷耶斯来说,这种多学科和协作的方法是维持当地科学进步的关键。

 

joeriggo reyes绘制了癌症中基因和蛋白质之间的相互作用。 (照片来自el bacani,up mpro)
joeriggo reyes绘制了癌症中基因和蛋白质之间的相互作用。 (照片来自el bacani,up mpro)

 

雷耶斯希望他们的努力能够很快得到年轻研究人员的加入,他们从高中开始接受培训,更广泛地思考科学问题。 “我不知道现在如何教授高中生物学,但我认为它应该包括系统中的思维感。除了教科书之外,还有更多的内容。“在本文中,像美国系统生物学研究所这样的组织正在向那里的k-12学生介绍系统生物学概念。

如果应用于聚星平台,这种方向应该产生多才多艺的学生,为当代研究的跨学科和数据驱动性质做好准备。当他们毕业时,由joeriggo reyes和他的同事准备的数据库应该帮助那一代最聪明的人做出自己的突破。