Αφηρημένο

Ιστορικό

Εναλλακτικές προ-mRNA ματίσματος (AS) διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη δημιουργία πολύπλοκων των πρωτεϊνών και επηρεάζει την ανάπτυξη και την ασθένεια. Ωστόσο, η ρύθμιση και η αιτιολογία της AS στην καρκινογένεση στον άνθρωπο δεν είναι πλήρως κατανοητή.

Μεθοδολογία /Κύρια Ευρήματα

Μια βάση δεδομένων Basic Local Alignment Tool Αναζήτηση κατασκευάστηκε για τους εξέφρασαν ετικέτες αλληλουχίας (ESTs) από όλα διαθέσιμες βάσεις δεδομένων ανθρώπινων καρκινικών και φυσιολογικών ιστών. Μία ένθεση ή εξάλειψη στην ευθυγράμμιση του EST /EST χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση εναλλακτικά ματισμένων μεταγράφων. Ευθυγράμμιση των ESTs με τη γονιδιωματική αλληλουχία χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω για να επιβεβαιωθεί AS. Εναλλακτικά ματισμένες μεταγραφές σε κάθε ιστό στη συνέχεια αφαιρετικώς διασταυρούμενη διαλογή για να ληφθούν παραλλαγές ιστοειδική. Εμείς συστηματικά ταυτοποιηθεί και χαρακτηριστεί καρκίνος /ιστο-ειδικούς και παραλλαγές εναλλακτικού ματίσματος στο ανθρώπινο γονιδίωμα βασίζεται σε μια συνολική θεώρηση. Εμείς εντοπίστηκαν 15.093 καρκίνο συγκεκριμένες παραλλαγές των 9.989 γονιδίων από 27 τύπους ανθρώπινων καρκίνων και 14.376 φυσιολογικές παραλλαγές ιστο-ειδική του 7240 γονίδια από 35 φυσιολογικούς ιστούς, οι οποίες καλύπτουν τα βασικά είδη ανθρώπινων όγκων και φυσιολογικών ιστών. Περίπου το 70% αυτών των μεταγραφημάτων είναι νέες. Τα στοιχεία αυτά εντάσσονται σε ένα HCSAS βάση δεδομένων (https://202.114.72.39/database/human.html, να περάσει: 68.756.253). Επιπλέον, παρατηρήσαμε ότι τα καρκινικά ειδικά AS και των δύο ογκογονιδίων και γονιδίων καταστολής όγκων που σχετίζονται με συγκεκριμένους τύπους καρκίνου. Καρκίνο του δείχνει μια προτίμηση για την επιλογή της εναλλακτικής συρραφής-sites και αξιοποίηση των εναλλακτικών μορφών ματίσματος.

Συμπεράσματα /Σημασία

Αυτά τα χαρακτηριστικά του καρκίνου στον άνθρωπο, μαζί με την ανακάλυψη του τεράστιου αριθμού των νέων συναρμογής μορφές καρκίνου που σχετίζονται με τα γονίδια, προτείνουν ένα σημαντικό και παγκόσμιο ρόλο του καρκίνου, ειδικά κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης ογκογένεσης. Σας συμβουλεύουμε τη χρήση του καρκίνου ειδικά εναλλακτικό μάτισμα ως πιθανή πηγή νέων διαγνωστικών, προγνωστικών, έξυπνη, και θεραπευτικά εργαλεία για τον καρκίνο του ανθρώπου. Η παγκόσμια προβολή του καρκίνου ειδικά AS δεν είναι μόνο χρήσιμη για να εξερευνήσετε την πολυπλοκότητα της μεταγραφικό καρκίνου, αλλά διευρύνει επίσης την eyeshot της κλινικής έρευνας

Παράθεση:. Αυτός C, Zhou F, Ζούο Ζ, Cheng Η, Zhou Ε (2009) A Global View of Cancer-Ειδικές Απομαγνητοφώνηση Παραλλαγές με αφαιρετική μεταγραφικό-Wide Ανάλυση. PLoS ONE 4 (3): e4732. doi: 10.1371 /journal.pone.0004732

Επιμέλεια: Ιωσήφ Alan Bauer, Cleveland Clinic, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Ελήφθη: 6 του Νοεμβρίου, 2008? Αποδεκτές: 29 Γενάρη του 2009? Δημοσιεύθηκε: 6, Μαρτίου του 2009

Copyright: © 2009 Ο et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Το έργο υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το έργο Εθνικό Key βασικής Έρευνας (2006CB102103, 2004CB117401), το Πρόγραμμα για New Century εξαιρετικά ταλέντα στο Πανεπιστήμιο, και το 111 έργου # B06018. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

παραμένει άγνωστο το πώς και αφαίρεση εσώνιο και εξώνιο αναδιάταξη είναι ακριβώς ρυθμιζόμενη να παράγουν σωστές των πρωτεϊνών σε ένα κελί τύπου ή αναπτυξιακό στάδιο-ειδικό τρόπο. Το εναλλακτικό μάτισμα, η διαδικασία με την οποία οι εξώνια των πρωτογενών μεταγράφων μπορεί να ματιστεί σε διαφορετικές ρυθμίσεις για να παράγει δομικά και λειτουργικά διακριτές παραλλαγές mRNA και η πρωτεΐνη, είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μηχανισμός για την ενίσχυση της ποικιλομορφίας πρωτεΐνη υψηλότερων ευκαρυωτικών οργανισμών. Έχει υπολογιστεί ότι το 35% -94% όλων των ανθρώπινων γονιδίων φαίνεται να υποβληθούν σε εναλλακτικό μάτισμα [1] – [7], υποδηλώνοντας ότι αυτός ο μηχανισμός έχει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία της πολυμορφίας της πρωτεΐνης. Καθώς τα δεδομένα ακολουθία εξακολουθούν να παράγονται από έργα σε ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό, η ανάγκη για την εξόρυξη των δεδομένων και την κατασκευή ένα αποθετήριο για πληροφορίες μεταγραφικό συνεχίζει να αυξάνεται, καθώς και.

Σε πολλές παθολογικές καταστάσεις, έκτροπα συγκολλημένα προ- τα mRNAs που δημιουργούνται επειδή ξεφύγουν τους μηχανισμούς ελέγχου ποιότητας στο εσωτερικό των κυττάρων (π.χ. η μεσολαβητική ανοησίες mRNA φθορά οδό) και είναι, ως εκ τούτου, μεταφράζονται σε παρεκκλίνουσα πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε ανθρώπινες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου [8] – [11]. Εκτιμάται ότι περίπου το 60% των μεταλλάξεων της νόσου στο ανθρώπινο γονιδίωμα είναι μάτισμα μεταλλάξεις [12], [13]. Επί του παρόντος, η ανάλυση του καρκίνου-ειδικών εναλλακτικό μάτισμα είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς τα εμπρός και πιθανή πηγή νέων κλινικών διαγνωστικών, προγνωστικών, και θεραπευτικές στρατηγικές. Αποδείξεις ότι υποστηρίζει μια σύνδεση μεταξύ της ογκογένεσης και εναλλακτικό μάτισμα [14] – [18]. Χρησιμοποιώντας βιοπληροφορικής προσεγγίσεις, Xu και Lee ανακάλυψε παραλλαγές ματίσματος ειδική για τον καρκίνο σε 316 γονίδια [19]. Έχουμε ήδη εντοπιστεί testis- /όρχεων καρκίνο συγκεκριμένες παραλλαγές ματίσματος χρησιμοποιώντας βιοπληροφορική και πειραματικές προσεγγίσεις [20].

Παρά το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την επίδραση του εναλλακτικού ματίσματος σε διάφορες πτυχές των βιολογικών διεργασιών, την κατανόησή μας για εναλλακτικό μάτισμα εξακολουθεί να είναι διάσπαρτα και γενικά ρυθμιστικών μηχανισμών της, ειδικά στην ογκογένεση, δεν είναι γνωστές [21], [22]. Ωστόσο, πιστεύεται ότι παραλλαγές ματίσματος ειδική για τον καρκίνο θα μπορούσαν να εμπλέκονται στην etiopathogeny πολλών ασθενειών και μερικοί θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως διαγνωστικοί ή προγνωστικοί δείκτες. Επιπλέον, η άμεση στόχευση των πρωτεϊνών είναι πιθανώς ένα πλεονεκτικό τρόπο διόρθωσης σχετίζονται με τον καρκίνο μάτισμα αλλοιώσεις. Για παράδειγμα, ο καρκίνος-περιορισμένα ματίσματος παραλλαγή πρωτεΐνη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως στόχος για ειδικά αντισώματα συζευγμένα προς τοξίνες των καρκινικών κυττάρων για θεραπείες του καρκίνου. Η etiopathogeny σχετικά με την ειδική για τον καρκίνο AS και όλων των σχετικών αιτήσεων θα πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω.

Για να προωθήσει την κατανόηση μας για την βιολογική σημασία του εναλλακτικού ματίσματος σε καρκίνους του ανθρώπου, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν συστηματικά ειδική για τον καρκίνο γεγονότα ματίσματος σε επίπεδο μεταγραφικό. Στην παρούσα μελέτη, πραγματοποιήσαμε μια ανάλυση του γονιδιώματος σε επίπεδο εναλλακτικού ματίσματος στον ανθρώπινο καρκίνο και κανονικούς ιστούς χρησιμοποιώντας μια διασταύρωση /αφαιρετικό μοντέλο αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα: 1) την ταυτοποίηση παρεμβολές ή διαγραφές στις ευθυγραμμίσεις των εκφρασμένων ετικετών αλληλουχίας (ESTs) προς προσδιορίζουν εναλλακτικές μεταγραφές μάτισμα βασίζεται σε μια προηγουμένως περιγραφείσα μέθοδο [2], 2) ευθυγράμμιση της EST /γονιδιώματος για να επιβεβαιώσει τις μεταγραφές, και 3) τη λήψη των παραλλαγών ιστο-ειδική και εναλλακτικά ματισμένες με αφαιρετικώς διασταυρούμενη διαλογή των εναλλακτικά ματισμένων μεταγράφων σε κάθε ιστός. Τα αποτελέσματά μας διακρίνουν διακριτικό μοτίβα ειδική για τον καρκίνο εναλλακτικό μάτισμα και προσδιορίζουν ένα μεγάλο αριθμό καρκινογόνες και ιστο-ειδικών ισομορφών συρραφής, η οποία παρέχει μια συνολική εικόνα του ανθρώπινου καρκίνου ειδικής εναλλακτικό μάτισμα σε μια προσέγγιση ευρείας κλίμακας και μια πιθανή πηγή νέων κλινική διαγνωστική, προγνωστική και θεραπευτικές στρατηγικές για τον καρκίνο του ανθρώπου.

Υλικά και Μέθοδοι

πηγές δεδομένων και

διήθησης

δεδομένα Ανθρωπίνων EST τόσο για καρκινικούς και φυσιολογικούς ιστούς αντλήθηκαν από το καρκίνο του Γονιδιώματος Ανατομία (CGAP) (https://cgap.nci.nih.gov/Tissues/LibraryFinder). Η CGAP συλλέγει βιβλιοθήκες EST από όλο τον κόσμο και παρέχει καλή πληροφόρηση των ιστών. Όλες οι διαθέσιμες βιβλιοθήκες EST τόσο για την ανθρώπινη καρκίνο και φυσιολογικούς ιστούς είχαν κατεβάσει από τις βιβλιοθήκες CGAP, θηλαστικών βιβλιοθήκες Συλλογή Gene, και το Open Reading Frame βιβλιοθήκες EST αλληλουχίας. Επιδιώξαμε να αποφεύγεται η ανάμειξη πολλών ιστών. Μεταξύ αυτών των βιβλιοθηκών, όσοι υπέγραψαν «συγκεντρωμένα» αποκλείστηκαν επειδή οι διαδικασίες αυτές επηρεάζουν την κατάταξη των ιστών. Για φυσιολογικό ιστό, ESTs ταξινομήθηκαν σύμφωνα με τις πληροφορίες αναπτυξιακό στάδιο, και οι βιβλιοθήκες χωρίς αυτές τις πληροφορίες δεν χρησιμοποιήθηκαν. Όλα τα EST και βιβλιοθήκη δεδομένων σε διαφορετικούς ιστούς που χρησιμοποιήθηκαν παρατίθενται στους Πίνακες 1 και 2.

Η

Όλα τα δεδομένα συλλογή στη συνέχεια αντιμετωπίζονται με τρεις διαδικασίες: επαναλάβετε ακολουθία μάσκας για να αφαιρέσετε απλών επαναλήψεων σε το σύνολο δεδομένων (πρόγραμμα, repeatmasker? επαναλάβετε τη βάση δεδομένων, repbase? διακομιστής girnst: www.girinst.org), φορέα και μόλυνση συγκάλυψης για να καθαρίσετε τις ακολουθίες φορέα (πρόγραμμα, διασταύρωση? βάσης δεδομένων φορέα, UniVec_Core? National Center for Biotechnology Information ftp server του: ftp : //ftp.ncbi.nih.gov/), και ένα τελικό καθαρισμό των βραχυπρόθεσμων και σκουπίδια ακολουθίες (πρόγραμμα, seqclean από egassembler εξυπηρετητή: https://egassembler.hgc.jp). Τυχόν επαναλήψεις Alu περιλήφθηκαν στο, και οι φιλτράρεται EST που ήταν διαθέσιμα για την ανάλυση που ακολουθεί.

Υπολογιστικές διαδικασίες για τον εντοπισμό του καρκίνου /ιστού-ειδικό εναλλακτικό μάτισμα

Ένα βασικό εργαλείο αναζήτησης τοπικής ευθυγράμμισης (BLAST) βάση δεδομένων κατασκευάσθηκε για τις ESTs εκάστου ιστού. Το εναλλακτικό μάτισμα αναλύθηκε βασίζεται σε προηγούμενη μέθοδο [2]. Μεταγραφές ειδικά στον ιστό Τ εντοπίστηκαν βασίζεται σε μια διασταύρωση /αφαιρετικό μοντέλο:

όπου

TS

είναι οι εναλλακτικό μάτισμα μεταγραφές ειδικά για ιστό Τ,

T

είναι όλες οι μεταγραφές στο ιστό Τ, και

O

είναι όλες οι μεταγραφές στους άλλους ιστούς (∩, διασταύρωση)

Εν συντομία, τα τρία βήματα έχουν ως εξής:.

EST σύνολο δεδομένων ιστών Τ ήταν καταραμένος ενάντια στον εαυτό της. Το e-αξία ορίστηκε σε 1ε-30. Κενά (εισαγωγή ή διαγραφή) στις EST που εντοπίστηκαν μετά την ευθυγράμμιση. Παράμετροι για τον εντοπισμό εναλλακτικό μάτισμα: το μήκος χάσματος, 10 bp? ταυτότητα νουκλεοτιδίων 95%.

ESTs ιστών Τ είχαν καταστραφεί κατά των ESTs των άλλων ιστών. Οι παράμετροι ήταν οι ίδιες με του σταδίου 1.

αφαιρετική ESTs ταυτοποιήθηκαν ως ιστός Τ-ειδική ESTs με συγκρίσεις εισαγωγής /διαγραφής μετά BLAST. Τα προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών γράφτηκαν χρησιμοποιώντας τη γλώσσα Perl.

Η

ευθυγραμμίσεις EST /γονιδιωματικής αλληλουχίας, χαρτογράφηση χρωμοσωμάτων και θέση ματίσματος ανάλυση

Για να μειώσετε τα λάθη στο EST ευθυγραμμίσεις και να καθορίσει τη χρωμοσωμική τόπους του καθενός γονίδιο, που εντοπίζεται ESTs σε αλληλουχίες γονιδιώματος χρησιμοποιώντας εργαλεία ευθυγράμμισης BLAST-όπως (https://genome.ucsc.edu). Χρησιμοποιήσαμε τις προεπιλεγμένες παραμέτρους και επιλέγονται τα καλύτερα αποτελέσματα βαθμολογίας. Η θέση εξόνιο στο χρωμόσωμα καταγράφηκε για κάθε μεταγραφή και χρησιμοποιείται για να καθοριστεί θέσεις ματίσματος και τη δομή γονιδίου. θέσεις ματίσματος τόσο για 5 ‘και 3’ όρια /ιντρονίου εξονίου ήταν ευθυγραμμισμένες online μέσω https://weblogo.berkeley.edu/logo.cgi. Αφήσαμε ένα σφάλμα 10 bp στο σύνορο εξονίου /ιντρονίου. Βασίζεται στη σύγκριση των EST /γονιδιωματικού ευθυγραμμίσεις, δύο πιθανά σφάλματα μπορεί να ελεγχθεί: (i) εάν ο υποψήφιος EST στο ίδιο γονίδιο δεν ήταν στο ίδιο χρωμόσωμα και (ii) είναι ο υποψήφιος EST στο ίδιο γονίδιο δεν ήταν στο ίδιο τόπο επί του χρωμοσώματος. Οι λόγοι για τα σφάλματα αυτά περιλαμβάνονται κυρίως τα σφάλματα αλληλουχίας EST, ψευδογονίδια και πολλαπλά γονίδια αντίγραφο. Οι δύο υποθέσεις αποκλείστηκαν όπως ψευδώς θετικά στην τελική βάση δεδομένων.

Λειτουργία ταξινόμησης του εναλλακτικού ματίσματος

Κάθε εναλλακτικό μάτισμα EST ήταν καταραμένος με τη βάση δεδομένων REFSEQ mRNA (προσδοκίες 1ε-30) για την αναγνώριση του αντίστοιχα γονίδια. Χρησιμοποιώντας PANTHER (https://www.pantherdb.org/tools/genexAnalysis.jsp), αυτά τα γονίδια ήταν συγκεντρωμένα από τη διαδικασία της γονιδιακής οντολογίας (GO). Ψάξαμε επίσης τη βάση δεδομένων Entrez Gene να διορθώσει τα αποτελέσματά μας.

Εναλλακτική βάση δεδομένων μάτισμα κατασκευή

Εμείς εισόδου όλα τα αποτελέσματα πρόβλεψη στον τοπικό εναλλακτικό μάτισμα βάση δεδομένων. Αυτή η βάση δεδομένων κατασκευάστηκε με MySql και προγραμματίζεται από Perl και CGI. Όλες οι πληροφορίες, όπως η ταυτότητα του γονιδίου, τη δομή του γονιδίου, την ένταξη EST, την ένταξη mRNA, πληροφορίες γονίδιο, και τη θέση εξόνιο στο χρωμόσωμα συλλέχθηκαν στη βάση δεδομένων

Αποτελέσματα

HCSAS: α. Τη βάση δεδομένων για τον καρκίνο -εξειδικευμένης εναλλακτικό μάτισμα

για την ανάλυση του καρκίνου ειδικό εναλλακτικό μάτισμα, που έχουν ταξινομηθεί προσεκτικά όλες τις διαθέσιμες βιβλιοθήκες EST σε 35 ξεχωριστές κανονικές τάξεις των ιστών και 27 τύπους καρκίνου να αποφεύγεται η ανάμειξη πολλών ιστών. τελική κατάταξη μας αποτελείτο από 1992 βιβλιοθηκών με 1.496.839 ESTs για φυσιολογικά ανθρώπινα δείγματα και 3443 βιβλιοθηκών με 2.078.302 ESTs για δείγματα καρκίνου (Πίνακες 1 και 2). Μέσω υπολογιστικά αφαιρετική ανάλυση, ανιχνεύσαμε 15.093 ειδική για τον καρκίνο μεταγραφές σε 9.989 γονίδια από τους 27 τύπους καρκίνου, και 14.376 κανονικό ιστό-ειδικό μεταγραφές σε 7.240 γονίδια από τα 35 ιστούς (Πίνακες 3 και 4), τα οποία καλύπτουν τους κύριους τύπους των ανθρώπινων όγκους και ιστούς. Καρκίνος-συγκεκριμένους αριθμούς μεταγραφής ανά γονίδιο ανιχνεύθηκαν ήταν 1 να 1,69 με μέσο όρο 1,51, ενώ υπήρχαν 1 έως 6 κανονικό ιστό-ειδικό μεταγραφές με μέσο όρο 1,99 (Πίνακες 3 και 4), υποδεικνύοντας λιγότερα συμβάντα εναλλακτικού ματίσματος (καρκίνος-ειδική ) στον καρκίνο σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς.

Η

για να διευκολύνει τη μελλοντική μελέτες και αναφορά των εναλλακτικό μάτισμα γονιδίων, τόσο για την ανθρώπινη καρκίνο και φυσιολογικούς ιστούς, κατασκευάσαμε ένα ανθρώπινο καρκινογόνες και φυσιολογικό ιστό-ειδικό εναλλακτικό μάτισμα βάση δεδομένων (HCSAS) με βάση την ανάλυσή μας, η οποία χωρίζεται σε δύο μέρη: ειδική για τον καρκίνο (15093 μεταγραφές) και φυσιολογικό ιστό-ειδικό (14376) εναλλακτικό μάτισμα. Από αυτά καρκινογόνες ή ιστού-ειδική AS, περίπου το 70% είναι νέα ισομορφές. Για παράδειγμα, σε καρκίνο του εγκεφάλου, λόγω του εναλλακτικού ματίσματος και διαγραφή του τομέα του μέλους της οικογένειας πεπτιδάση M20, ο αμινοακυλάσης-1 γονιδίου (ACY1) ήταν συγκολλημένα να παραχθεί ένα εγκέφαλο ειδική για τον καρκίνο μεταγραφής (Σχήμα 1α), και συμβαίνει εναλλακτικό μάτισμα στο γονίδιο SRP19 για την παραγωγή ενός καρκίνου του μαστού-ειδική μεταγραφή από εναλλακτικό διαγραφή του εξονίου 3 (Σχήμα 1β). Ομοίως, σε καρκίνο του ήπατος, καρκίνο του πνεύμονα, και καρκίνο του προστάτη, καρκίνο ειδικές ισομορφές ανιχνεύθηκαν σε αφαιρετική διαλογή μας (Σχήμα 1c-e).

(α) Καρκίνος του εγκεφάλου (γονίδιο ακυλο), (β) του μαστού καρκίνου (SRP19), (γ) καρκίνος του ήπατος (CDK5), (δ) καρκίνος του πνεύμονα (CDKN1A), και (ε) του καρκίνου του προστάτη (SMS). Οι ισομορφές Καρκίνος-ειδικών έδειξε στο κάτω μέρος σε κάθε πάνελ. Οι βιολογικές διαδικασίες αυτών των μεταγραφών (διαδικασία GO) που υποδεικνύεται στα δεξιά. διαγράφονται πεδία εμφανίζονται με μπλε βέλη. Βέλη με ορθή γωνία υποδεικνύει το κωδικόνιο έναρξης, ATG.

Η

Επιπλέον, συστηματικό εντοπισμό του καρκίνου ειδικά μεταγραφές και στις δύο ογκογονίδια και καταστολείς όγκων. Τριάντα εννέα ογκογονίδιο ισομορφές και 38 όγκων ισομορφές γονίδιο καταστολής με ειδική για τον καρκίνο AS συμβάντα ανιχνεύθηκαν (Πίνακας 5). Για παράδειγμα, έχουμε εντοπίσει ένα πνεύμονα ειδική για τον καρκίνο μεταγραφής στο ογκογονίδιο RAF1 με διαγραφή των Raf-όπως Ras-πεδίο σύνδεσης, μια μήτρα καρκίνος ειδική μεταγραφή σε ογκογονίδιο FOS (Σχήμα 2α) και ένα ρετινοβλάστωμα-ειδική μεταγραφή σε ο ογκοκατασταλτικό GLTSCR2, και μια εμφάνιση καρκίνου του δέρματος-ειδική μεταγραφή στο ογκοκατασταλτικό eMP3 (Σχήμα 2β).

(α) Oncogene, (β) ογκοκατασταλτικό γονίδιο. Το εναλλακτικό μάτισμα του RAF1 δημιουργεί ένα πνεύμονα ειδική για τον καρκίνο μεταγραφή, ενώ το εναλλακτικό μάτισμα των FOS παράγει μια μήτρα ειδική για τον καρκίνο μεταγραφή. Ογκοκατασταλτικό GLTSCR2 έχει εναλλακτικό μάτισμα για να παράγει δύο ρετινοβλάστωμα συγκεκριμένες μεταγραφές και eMP3 να δημιουργήσει ένα δέρμα καρκίνο συγκεκριμένη μεταγραφή. διαγράφονται πεδία εμφανίζονται με μπλε βέλη. Βέλη με ορθή γωνία υποδεικνύει το κωδικόνιο έναρξης, ATG.

Η

Η βάση δεδομένων HCSAS παρουσιάζει μια συνολική εικόνα του καρκίνου ειδικό εναλλακτικό μάτισμα στον άνθρωπο και είναι απαραίτητη για την κατανόηση ογκογένεση σε συστηματικό επίπεδο. Οι κύριες πληροφορίες σε αυτή τη βάση δεδομένων περιλαμβάνει τη συγκεκριμένη εναλλακτικό μάτισμα τόσο καρκίνο και φυσιολογικούς ιστούς, γονίδιο ID, δομή του γονιδίου, θέσεις ματίσματος, χρωμόσωμα localization, DNA και πρωτεϊνικές αλληλουχίες που συνδέονται με την ιστοσελίδα NCBI, και GO διαδικασία, τη λειτουργία, και υποκυτταρικό εντοπισμό. Ένα σύνολο παράδειγμα η σελίδα εμφανίζει τις λεπτομέρειες ενός επινεφριδίων γονίδιο του καρκίνου, FDPS (Σχήμα 3). Η βάση δεδομένων HCSAS μπορεί να έχει πρόσβαση σε https://202.114.72.39/database/human.html.

Ένα παράδειγμα σελίδας που από τη βάση δεδομένων δείχνει τις λεπτομέρειες ενός επινεφριδίων γονίδιο του καρκίνου, FDPS. Οι πληροφορίες που περιλαμβάνει το ειδικό εναλλακτικό μάτισμα τόσο καρκίνου και φυσιολογικούς ιστούς, γονίδιο ID, δομή του γονιδίου, θέσεις ματίσματος, χρωμόσωμα localization, DNA και πρωτεϊνικές αλληλουχίες που συνδέονται με την ιστοσελίδα NCBI, και GO διαδικασία, τη λειτουργία, και υποκυτταρικό εντοπισμό.

μεροληπτική αξιοποίηση των εναλλακτικών μορφών ματίσματος στον καρκίνο

από την εξέταση του καρκίνου, ειδικά εναλλακτικό μάτισμα αποκάλυψε μια προκατειλημμένη κατανομή των εναλλακτικών μορφών ματίσματος στον καρκίνο. Τόσο η εναλλακτική λύση »θέση ματίσματος και 5 ‘3 θέση ματίσματος χρησιμοποιήθηκαν πιο συχνά στον καρκίνο? Ωστόσο, ένα χαμηλότερο ποσοστό του κατακράτησης ιντρονίου και εναλλακτικών κασέτα εξόνιο εμφανίστηκαν σε καρκινικούς ιστούς σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς (Σχήμα 4β). Επιπλέον, εναλλακτικές μορφές ματίσματος διαφέρουν μεταξύ των διαφόρων ειδών καρκίνου (Σχήμα 4α). Για παράδειγμα, σε καρκίνο του ήπατος, καρκίνο του μαστού, και του καρκίνου του προστάτη, κατακράτηση ιντρόνιο μειώθηκε και εναλλακτικές κασέτα εξώνια αυξήθηκε σημαντικά, ενώ στον καρκίνο της μήτρας και ο καρκίνος του δέρματος, εναλλακτικές κασέτα εξόνια αισθητά μειωθεί.

(α) 16 τύπους ανθρώπινου καρκίνου και 17 φυσιολογικούς ιστούς, (β) οι μέσες τιμές μεταξύ όγκων και φυσιολογικών ιστών. Τα πέντε χρώματα δείχνουν τους πέντε τύπους ιστών ειδικά εναλλακτικό μάτισμα: κασέτα εναλλακτική εξόνιο, εναλλακτική λύση »θέση ματίσματος, εναλλακτικές 3 ‘θέση ματίσματος 5, κατακράτηση ιντρόνιο, και αμοιβαία αποκλειόμενες εναλλακτικές εξώνια. Κιτρινωπό περιοχές δείχνουν πάνω από 30% των συχνοτήτων.

Η

Προτίμηση στην επιλογή των εναλλακτικών θέσεων ματίσματος στον καρκίνο

Για να εξερευνήσετε την προτίμηση /διαφοροποίηση των εναλλακτικών θέσεων ματίσματος στον καρκίνο, αναλύσαμε όλες οι θέσεις ματίσματος στα 27 τύπους καρκίνου και 35 φυσιολογικούς ιστούς με τη σύγκριση κάθε EST με γονιδιωματική αλληλουχία του και τη χαρτογράφηση το πάνω στο χρωμόσωμα. Διαπιστώσαμε πέντε βασικές θέσεις ματίσματος δότη-δέκτη: GT-AG, CT-AC, GC-AG, GG-AG, και GT-GG, εκ των οποίων GT-AG είναι οι πιο κυρίαρχο sites. Οι άλλοι ταξινομήθηκαν σε περιοχές σπάνιας ματίσματος. Βρήκαμε ότι ο καρκίνος χρησιμοποιεί σπάνια θέσεις ματίσματος και GT-AG πιο συχνά, αλλά λιγότερο CT-AC σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς (Σχήμα 5α, β). Επιπλέον, η επιλογή των θέσεων ματίσματος διαφέρει μεταξύ των διαφόρων ειδών καρκίνου (Σχήμα 5c). Για παράδειγμα, οι θέσεις CT-AC χρησιμοποιείται σπάνια σε καρκίνο του μαστού, καρκίνο του ήπατος, καρκίνο του πνεύμονα, και καρκίνου του προστάτη? σε καρκίνο του ήπατος, 5 ‘περιοχές των σπάνιων μάτισμα είναι σχεδόν ΑΑ.

Οι θέσεις συναρμογής περιλαμβάνουν GT-AG, GC-AG, GG-AG, GT-GG, και τους άλλους (α) στον καρκίνο του ανθρώπου ( β) και φυσιολογικούς ιστούς. (Γ) Ποσοστιαία κατανομή των θέσεων ματίσματος σε πέντε τύπους καρκίνου και φυσιολογικούς ιστούς (εγκέφαλο, του μαστού, του πνεύμονα, του ήπατος και του προστάτη).

Η

Σύνδεσμος ειδική για τον καρκίνο εναλλακτικό μάτισμα των δύο ογκογονιδίων και ογκοκατασταλτικά γονίδια με τον καρκίνο

Παρά το γεγονός ότι και οι δύο ογκογονίδια και καταστολείς όγκων πιστεύεται ότι είναι ζωτικής σημασίας παράγοντες στην ογκογένεση, επιδιώξαμε να εντοπίσει τον καρκίνο συγκεκριμένες παραλλαγές και πιθανή εμπλοκή τους σε καρκίνο. Παρατηρήσαμε ότι ογκογονίδια με ειδική για τον καρκίνο AS είναι πιο συχνά σε καρκίνο των ωοθηκών (6 ογκογονίδια) και του καρκίνου του μυ (5 ογκογονίδια), ενώ ογκοκατασταλτικά γονίδια με ειδική για τον καρκίνο AS είναι πιο συχνές σε καρκίνο των γεννητικών κυττάρων (6), ο καρκίνος του δέρματος (5), και πρωτόγονη καρκίνος νευροεξωδερμικής (5) (Σχήμα 6). Μερικά ογκογονίδια και κατασταλτικά όγκου με ειδική για τον καρκίνο εναλλακτικό μάτισμα, όπως EWSR1, CDKN1A και GLTSCR2, υπάρχουν σε περισσότερα είδη καρκίνου. Επιπλέον, ούτε οι ογκογονίδια ούτε καταστολείς όγκων με ειδική για τον καρκίνο AS ανιχνεύθηκαν σε καρκίνο του εγκεφάλου, καρκίνο του προστάτη, καρκίνο των επινεφριδίων, ή λέμφωμα. Αυτή η μεροληψία διανομής για ειδική για τον καρκίνο Όπως υποδηλώνει ότι η ειδική για τον καρκίνο εναλλακτικό μάτισμα των δύο ογκογονίδια και ογκοκατασταλτικά γονίδια σχετίζεται με συγκεκριμένους τύπους καρκίνου.

Μπλε τετράγωνα υποδεικνύουν ογκογονίδια, κόκκινο τετράγωνα υποδεικνύουν καταστολείς όγκων, και κίτρινο πλατείες δείχνουν δύο ογκογονίδια και καταστολείς των όγκων.

η

βιολογική σχετικότητα των καρκινικών ειδικών μεταγραφές στη διαφοροποίηση των λειτουργιών της πρωτεΐνης

τα καρκινικά συγκεκριμένες μεταγραφές ταξινομήθηκαν με βάση τη λειτουργία του γονιδίου με την έρευνα η βάση δεδομένων REFSEQ και GO. Εμείς ταξινομηθεί 15.093 καρκίνο συγκεκριμένες μεταγραφές από 9.989 γονίδια σε 15 ομάδες καθηκόντων. μεταβολισμός πρωτεϊνών και τροποποίηση, και ο μεταβολισμός νουκλεϊκών οξέων είναι οι πλέον διαδεδομένες λειτουργικές διαδικασίες στον καρκίνο. Ωστόσο, οι ομάδες λειτουργία αυτών ειδική για τον καρκίνο μεταγραφές διαφέρουν σε διαφορετικές μορφές καρκίνου. Για παράδειγμα, το ελάχιστο κοινό διαδικασία στον καρκίνο του μαστού είναι προ-mRNA επεξεργασίας, ενώ οι ομάδες λειτουργία της επικοινωνίας των κυττάρων και των λιπιδίων, λιπαρών οξέων, και ο μεταβολισμός στεροειδών που βρέθηκαν σπάνια σε καρκίνο προστάτη (Σχήμα 7).

Η πέντε τύπους καρκίνου είναι εγκεφάλου, του μαστού, του ήπατος, των πνευμόνων και του καρκίνου του προστάτη. Οι αριθμοί υποδεικνύουν τα ποσοστά για κάθε διαδικασία στον καρκίνο. Η κατάταξη διαδικασία GO βασίζεται στην PANTHER (https://www.pantherdb.org/tools/genexAnalysis.jsp).

Η

Συζήτηση

Η πολυπλοκότητα των μεταγραφικό έχει υποτιμάται. Σε αυτή την εργασία, περιγράφεται η ταυτοποίηση μεταγραφικό κλίμακα και χαρακτηρισμός του καρκίνου ειδικά και παραλλαγές εναλλακτικού ματίσματος στον ανθρώπινο καρκίνο βασίζεται σε μια σφαιρική άποψη του καρκίνου ειδικό εναλλακτικό μάτισμα που αναπτύχθηκε από την ανάλυση αφαιρετική μεταγραφικό κλίμακα. Βασισμένο σε μια διασταύρωση /αφαιρετικό μοντέλο, έχουμε αναπτύξει μια μέθοδο ανάλυσης για την ακρίβεια προσυμπτωματικό έλεγχο του καρκίνου ειδικό εναλλακτικό μάτισμα. Οι αλληλουχίες EST ευθυγραμμίστηκαν πρώτα, σε σύγκριση με γονιδιωματικές αλληλουχίες τους, και στη συνέχεια χαρτογραφηθεί πάνω χρωμοσώματα. Οι διαδικασίες αυτές να εξαλειφθούν πολλά λάθη EST, ψευδογονίδιο, και πολλαπλών αντιγράφων /επαναλάβετε προβλήματα γονιδίου όταν τα δεδομένα ήταν από διάφορες βάσεις δεδομένων EST. Τέλος, οι εναλλακτικά ματισμένες μεταγραφές υπόκειντο στην αφαιρετική διαλογή ενός ιστού έναντι όλους τους άλλους ιστούς, και οι αναλύσεις αυτές τελικά απέδωσε ειδική για τον καρκίνο μεταγραφές. Εντοπίσαμε ένα μεγάλο αριθμό καρκινογόνες /φυσιολογικού ιστού-ειδική μεταγραφές. Πέρα από κάθε αμφιβολία, αυτό είναι μια πλούσια πηγή για την έρευνα και την ανάπτυξη νέων διαγνωστικών, προγνωστικών, έξυπνη, και θεραπευτικών μέσων κατά του καρκίνου στον άνθρωπο. Επιπλέον, οι εν λόγω πόροι ενσωματώνονται σε ένα διαθέσιμη βάση δεδομένων. Η βάση δεδομένων HCSAS παρουσιάζει μια συνολική εικόνα του καρκίνου ειδικό εναλλακτικό μάτισμα στον άνθρωπο και είναι απαραίτητη για την κατανόηση ογκογένεση σε μια συστηματική επίπεδο.

Υπάρχουν δύο βασικές προσεγγίσεις για την παγκόσμια ανάλυση εναλλακτικό μάτισμα. Πρώτον, με βάση τη διαθεσιμότητα των γονιδιωμάτων αλληλουχία και μεγάλες βάσεις δεδομένων σταδιακών μεταγραφών (ESTs και cDNAs), εναλλακτικών γεγονότων ματίσματος μπορεί να ερευνηθούν μέσω των αμοιβαίων ευθυγραμμίσεις μεταγραφής και ευθυγραμμίσεις να γονιδιωματικών αλληλουχιών. Αρκετές αναλύσεις με τον τρόπο αυτό έχουν αναφερθεί [6], [23] – [29]. Λόγω των μεγάλων περιορισμό της EST προκατάληψη κάλυψης, μια τεχνολογία που βασίζεται σε μικροδιάταξη έχει αναπτυχθεί για να αναζητήσετε τα εναλλακτικά γεγονότα ματίσματος [3], [30] – [36]. Μεγάλα σύνολα ολιγονουκλεοτιδίων ανιχνευτών μπορεί να σχεδιαστεί ειδικά για μεμονωμένα εξώνια και /ή αλληλουχίες σύνδεσης ματίσματος, οι οποίες επιτρέπουν τον προσδιορισμό των νέων ως συμβάντα. Εδώ έχουμε αναπτύξει περαιτέρω μια συστηματική μέθοδο για την αναζήτηση καρκινογόνες ή ιστο-ειδική AS γεγονότα στην transcriptomes βασίζεται στη διασταύρωση /αφαιρετική διαλογή αναλύσεις transcriptomes, η οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τον εντοπισμό παραλλαγών του καρκίνου /ιστο-ειδικούς. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μεγάλοι αριθμοί ειδική για τον καρκίνο ισομορφές εντοπίστηκαν για τις κύριες ανθρώπινων καρκίνων. Παρ ‘όλα αυτά, αυτές οι μεταγραφές πρέπει να επιβεβαιωθεί περαιτέρω για την εξειδίκευση του καρκίνου του /των ιστών τους. τεχνολογία RT-PCR και /ή μικροσυστοιχίες μπορούν να είναι χρήσιμα εργαλεία διαλογής για την ανάλυση αυτή.

Με βάση την ανάλυση μεταγραφικό πλάτους κάναμε παρατηρούμε ειδικές μορφές καρκίνου ειδικών εναλλακτικό μάτισμα. 1) Λιγότερο ειδική για τον καρκίνο AS γεγονότα συμβαίνουν σε καρκίνο σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς. 2) Καρκίνος κατέχει προκατάληψη διανομής για εναλλακτικές μορφές ματίσματος. 3) Cancer χρησιμοποιεί σπάνια θέσεις ματίσματος και GT-AG πιο συχνά, αλλά λιγότερο CT-AC σε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς. 4) Η επιλογή των θέσεων ματίσματος διαφέρει μεταξύ των διαφόρων ειδών καρκίνου. 5) Η ειδική για τον καρκίνο εναλλακτικό μάτισμα των δύο ογκογονίδια και ογκοκατασταλτικά γονίδια σχετίζεται με το συγκεκριμένο τύπο καρκίνου. Και τέλος, οι λειτουργικές ομάδες αυτών των ειδική για τον καρκίνο μεταγραφές διαφέρουν σε διαφορετικούς καρκίνους, υποδεικνύοντας ότι η ατομική καρκίνοι προτιμούν συνδυασμός ελέγχων των οδών στην προτίμηση του χρησιμοποιώντας ως στην ογκογένεση. Αυτά τα ειδικά χαρακτηριστικά των ανθρώπινων καρκίνων δείχνουν ότι 1) ο κυτταρικός μηχανισμός ματίσεως έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού από το φυσιολογικό σε καρκινικά, 2) εναλλακτικό μάτισμα παίζει σημαντικό ρόλο κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης, και 3) ατομικές καρκίνοι έχουν μοναδική ρυθμιστική συνδυασμούς στο εναλλακτικό επίπεδο μάτισμα, που στηρίζουν περαιτέρω την πρόβλεψη ότι περίπου το 60% των μεταλλάξεων της νόσου στο ανθρώπινο γονιδίωμα είναι μάτισμα μεταλλάξεις [12], [13]. Τα δεδομένα μας περιλαμβάνει την ανακάλυψη πολλών νέων μορφών ματίσματος σχετίζονται με τον καρκίνο γονίδια και τα πρότυπα εναλλακτικό μάτισμα στον καρκίνο, και αυτό υποδηλώνει μια σημαντική νέα κατεύθυνση για την ανθρώπινη έρευνα για τον καρκίνο. Σας συνιστούμε ανεπιφύλακτα τη χρήση του καρκίνου ειδικά εναλλακτικό μάτισμα ως πιθανή πηγή νέων διαγνωστικών, προγνωστικών, έξυπνη, και θεραπευτικών μέσων κατά του καρκίνου στον άνθρωπο. Η παγκόσμια προβολή του καρκίνου ειδικά AS δεν είναι μόνο χρήσιμη για να εξερευνήσετε την πολυπλοκότητα της μεταγραφικό καρκίνου, αλλά διευρύνει επίσης την eyeshot της κλινικής έρευνας.

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς ευχαριστήσω J.Yuan , X. Fu, Γ Sheng, και H. Qi για τις συλλογές δεδομένων τους.