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MIT開發運算模型 可望助益癌症治療

上網時間: 2007年07月12日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:運算模型  NetworKIN  酵素 

美國麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出一種運算模型(computational model),用來研究酵素(enzymes)如何控制蛋白質(protein),為發現癌症等疾病中的蛋白質部份的過程跨出了一大步。

MIT的研究結果已在近期的《Cell》期刊上發表。加拿大Mount Sinai醫院的Samuel Lunenfeld研究所研究人員以及德國歐洲分子生物實驗室(European Molecular Biology Laboratory)共同開發了這個被稱為NetworKIN的模型,該模型能鑽研現有研究數據,明確指出控制細胞功能的蛋白質網路。

這篇論文的作者之一,MIT生物和生物工程副教授、同時也是MIT癌症研究中心(CCR)成員Michael Yaffe則在一次聲明中表示,NetworKIN可讓研究人員將相關資訊繪製成圖。

MIT在一次聲明中表示,該模型鎖定一種被稱為激脢(kinases)的酵素,這些酵素是細胞傳遞訊號的路徑所需,包括DNA修補;激脢為蛋白質增加了磷酸鹽(phosphate)群用於指令。Yaffe表示,一個細胞中有30%~50%的蛋白質在任何特定時間都在進行磷酸化作用。

質譜儀(Mass spectrometry)可使科學家找出發生磷酸化作用的位置,但是科學家缺乏找出哪些kinases在每個位置起作用的方法。「這是一大瓶頸,」Yaffe表示:「我們已經發現了幾千個磷酸化作用的位置,但是我們無法知道哪些激脢在進行磷酸化作用,因此我們無法知道擷取它們的途徑。」

研究人員過去採用兩個現有的電腦程式來分析磷酸化作用點的氨基酸序列(amino acid sequences),並預測哪一組激脢最有可能與其結合併引發磷酸化作用。後來他們開發了一個運算模型來分析有關訊號傳遞途徑和蛋白質交互作用的資料庫。這個程式還挖掘了已經發佈的論文的原文,並對報告中的蛋白質與激脢之間的交互作用提出摘要。

MIT的研究人員表示,透過結合這兩個資訊來源,這個運算模型能夠開發出透過手動檢查可用數據很難建立的詳細網路。「這個序列把我們帶入了研究領域,但正是這種上下文資訊(contextual information)幫助我們找出哪些激脢在哪些位置起作用。」Yaffe表示。

CCR和Mount Sinai聯合任命的博士後研究員Rune Linding表示,網路範圍的視界(network-wide view)允許科學家更加容易地命中多個異常基因:「未來複雜的人類疾病將透過命中多個基因來進行治療。」

為該計畫提供資金的有歐盟委員會FP6計劃、丹麥自然科學研究委員會(Danish Research Council)、Lundbeck基金會、Genome Canada (加拿大基因組)以及美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)。

該論文的其他作者全部來自MIT,包括生物工程博士後研究員Gerald Ostheimer、癌症研究中心博士後研究員Marcel van Vugt,以及環境衛生科學中心(Center for Environmental Health Sciences)總裁兼生物和生物工程教授Leona Samson。

(參考原文:MIT researchers' computer model pinpoints multiple genes in disease process)

(K.C. Jones)




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