난소암에서 노치 신호의 역할을 이해하기 위한 생물정보학 접근법 및 실험 검증의 통합
Summary
생물정보학은 대규모 데이터 세트를 처리하는 유용한 방법입니다. 생물 정보학 접근법의 구현을 통해 연구원은 통찰력 있는 응용 분야및 과학적 발견을 신속하고 안정적으로 효율적으로 얻을 수 있습니다. 이 문서는 난소암 연구에서 생물 정보학의 활용을 보여줍니다. 또한 실험을 통해 생물 정보학 연구 결과를 성공적으로 검증합니다.
Abstract
노치 시그널링은 많은 세포 공정에 관여하는 고도로 보존된 규제 경로입니다. 이 신호 통로의 dysregulation는 수시로 적당한 발달을 가진 방해로 이끌어 내고 특정 경우에 암의 개시 또는 진행귀착될 수 있습니다. 이 통로는 복잡하고 다양한 기능을 제공하기 때문에 다양한 접근법을 통해 광범위하게 연구 할 수 있습니다. 이 중 생물 정보학은 명백히 비용 효율적이고 친근하며 사용자 친화적 인 연구 방법을 제공합니다. 생물 정보학은 대규모 데이터 집합에서 더 작은 정보를 추출하는 유용한 방법입니다. 다양한 생물정보학 접근법의 구현을 통해 연구원은 이러한 대규모 데이터 세트를 신속하고 안정적으로 효율적으로 해석하여 통찰력 있는 응용 분야와 과학적 발견을 얻을 수 있습니다. 여기서, 난소암에서 노치 신호의 역할을 조사하기 위한 생물정보학 접근법의 통합을 위한 프로토콜이 제시된다. 또한, 생물 정보학 사실 인정은 실험을 통해 검증됩니다.
Introduction
노치 신호 통로는 생물학적 유기체 내의 많은 발달 과정에 중요한 고도로 보존된 통로입니다. 노치 시그널링은 세포 증식 및 자가 재생에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났으며, 노치 신호경로의 결함은 많은 유형의암으로이어질 수 있으며1,2,3,4,5,6. 일부 상황에서, 노치 신호 통로는 조직 성장 및 암뿐만 아니라 세포 사멸 및 종양 억제에 연결되었다7. 다양한 기능을 갖춘 다중 노치 수용체(NOTCH 1−4) 및 co\u2012activator 마스터마인드(MAML 1−3)는 추가적인 복잡성을 더합니다. 노치 신호 통로는 기능 면에서 정교하지만 핵심 경로는 분자 기준으로간단합니다 8. 노치 수용체는 세포외 및 세포내 영역으로 구성된 막 간 단백질로서작용한다 9. 노치 수용체의 세포외 영역에 결합하는 리간드는 단백질 용해 분열을 용이하게하며, 이는 노치 세포 내 도메인 (NICD)이 핵으로 방출 될 수 있게합니다. NICD는 다음 co\u2012activator Mastermind에 결합하여 다운스트림 유전자발현(10)을활성화합니다.
최근 몇 년 동안, 노치 시그널링은 상이한 종6,11에걸쳐 여러 종류의 암의 개시 및 진행에 다양한 역할을 하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 노치 신호는 인간 NOTCH1 유전자12를수반하는 종양 발생에 연결되었다. 최근, 노치2, NOTCH3, 델타유사 3(DLL3), 마스터마인드\u2012like 단백질 1(MAML1)및 디신테그린 및 메탈로프로테나제 도메인\u2012함유 단백질 17(ADAM17) 유전자는 난소암과 강하게 연관된 것으로 나타났으며, 특히 환자의 전반적인 생존율이13명이낮은 것으로 나타났다.
실험 및 환자 관련 데이터의 양이 지속적으로 증가함에 따라 사용 가능한 데이터의 분석에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 사용 가능한 데이터는 출판물 에 흩어져 있으며 일관성이 없거나 모순된 결과를 제공할 수 있습니다. 최근 수십 년 동안 차세대 염기서열 분석과 같은 새로운 기술이 개발되면서 사용 가능한 데이터의 양이 기하급수적으로 증가했습니다. 이것은 과학에 있는 급속한 발전을 나타내고 지속적인 생물학 연구를 위한 기회, 연구 질문을 해결하기 위하여 공개적으로 유효한 데이터의 의미를 평가하는 것은 중대한도전입니다 14. 우리는 생물 정보학이 대규모 데이터 세트에서 더 작은 정보를 추출하는 유용한 방법이라고 믿습니다. 다양한 생물정보학 접근법의 구현을 통해 연구원은 이러한 대규모 데이터 세트를 신속하고 안정적으로 효율적으로 해석하여 통찰력 있는 발견을 얻을 수 있습니다. 이러한 발견은 잠재적인 신약 치료 표적 또는 질병 바이오마커의 식별으로부터, 개인화된 환자 치료15,16에이르기까지 다양할 수 있다.
생물정보학 자체는 빠르게 진화하고 있으며, 기술 발전이 의학 및 생물과학을 휩쓸면서 접근 방식은 끊임없이 변화하고 있습니다. 현재, 일반적인 생물정보학 접근법은 DNA 또는 단백질 서열을 분석하고, 특정 관련성 또는 중요성의 유전자를 식별하고, 기능적유전체학16을통해 유전자 및 유전자 생성물의 관련성을 결정하기 위해 공개적으로 접근할 수 있는 데이터베이스 및 소프트웨어 프로그램의 활용을 포함한다. 생물 정보학의 필드는 확실히 이 접근에 한정되지 않더라도, 이들은 임상의와 연구원이 전체적으로 환자의 이익을 위해 생물학 데이터를 처리하는 것을 돕는에서 중요합니다.
이 연구는 몇 가지 중요한 데이터베이스와 노치 신호 경로에 대한 연구에 대한 사용을 강조하는 것을 목표로하고있다. NOTCH2, NOTCH3및 이들의 공동\u2012activivator MAML1은 데이터베이스 연구의 예로 사용되었다. 이 유전자는 난소암에 있는 노치 신호 통로의 중요성이 검증되었기 때문에 이용되었습니다. 검색된 데이터의 체계적인 분석은 난소암에서 노치 신호의 중요성을 확인했습니다. 또한, 노치 시그널링은 종에 걸쳐 잘 보존되기 때문에, 드로소필라 멜라노가스터 NICD와 마스터마인드의 과발현이 함께 초파리성 난소에서 종양을 유도할 수 있음을 확인하였고, 이는 난소암에서 노치 신호의 중요하고 보존된 역할을 뒷받침한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
생물 정보학의 활용을 위한 수많은 접근 및 방법이 있기 때문에, 일반 대중이 온라인으로 사용할 수 있는 수많은 데이터베이스가 있습니다. 이러한 각 데이터베이스에서 풍부한 정보를 추출할 수 있지만 일부는 특정 입력을 기반으로 환자의 생존을 평가하는 것과 같은 특정 목적에 가장 적합합니다. 서로 다른 개별 데이터베이스에서 검색된 데이터를 체계적으로 분석하면 중요한 과학적 발견을 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 시작 자금 에 의해 지원되었다, 과학 및 수학 연구 보조금 대학, 여름 연구 세션 상, 조지아 남부 대학에서 연구 종자 자금 조달 상.
Materials
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) | Invitrogen | D1306 | 1:1000 Dilution |
| PBS, Phosphate Buffered Saline, 10X Powder, pH 7.4 | ThermoFisher | FLBP6651 | Dissolved with ddH2O to make 1X PBS |
| Goat serum | Gibco | 16210064 | Serum |
| Embryo dish | Electron Microscopy Sciences | 70543-45 | Dissection Dish |
| Nutating mixers | Fisherbrand | 88861041 | Nutator |
| tj-Gal4, Gal80ts/ CyO; UAS-NICD-GFP/ TM6B | Dr. Wu-Min Deng at Florida State University | N/A | Fly stock |
| w*; UAS-mam.A | Bloomington Drosophila Stock Center | #27743 | Fly stock |
| w[1118] | Bloomington Drosophila Stock Center | #5905 | Fly stock |
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| Zeiss 710 Inverted confocal microscope | Carl Zeiss | ID #M 210491 | Examination and image collection of fluorescently labeled specimens |
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