麻省理工学院建立新模型 可快速扫描癌细胞的整个基因组
癌细胞可能有成千上万的DNA突变。然而,这些突变中只有一小部分真正推动了癌症的发展。如果研究人员能够将这些有害的驱动突变与其他无害的“乘客”突变区分开来,他们就能确定更好的药物目标。为了促进这些努力,一个由麻省理工学院(MIT)科学家领导的团队已经建立了一个新的计算机模型,可以快速扫描癌细胞的整个基因组。它能识别出比预期更频繁出现的突变,这表明它们正在推动肿瘤的生长。
由于一些基因组区域的“乘客”突变频率极高,淹没了实际驱动突变的信号,这种类型的预测一直具有挑战性。
麻省理工学院的研究生Maxwell Sherman说:“我们创建了一种概率性的深度学习方法,使我们能够得到一个真正准确的模型,即基因组中任何地方应该存在的乘客突变的数量。然后我们可以在整个基因组中寻找突变意外累积的区域,这表明那些是驱动突变。”
在他们的新研究中,科学家们发现了整个基因组的额外突变,这些突变似乎有助于5%到10%的癌症患者的肿瘤生长。研究人员说,这些发现可以帮助医生确定有更大机会成功治疗这些病人的药物。目前至少有30%的癌症患者没有检测到可用于指导治疗的驱动突变。
Sherman、麻省理工学院研究生Adam Yaari和前麻省理工学院研究助理Oliver Priebe是这项研究的主要作者,该研究最近发表在《自然-生物技术》上。麻省理工学院西蒙斯数学教授、计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)计算与生物学小组负责人Bonnie Berger是这项研究的资深作者。哈佛医学院和波士顿儿童医院的副教授Felix Dietlein也是该论文的作者。
一个新的工具
自从二十年前人类基因组被测序以来,科学家们一直在搜索基因组,试图找到那些导致细胞不受控制地生长或逃避免疫系统而导致癌症的突变。这已经成功地产生了一些目标,如表皮生长因子受体(EGFR),它通常在肺部肿瘤中发生突变,以及BRAF,一个黑色素瘤的常见驱动因素。这两种突变现在都可以被特定的药物作为目标。
虽然这些目标已被证明是有用的,但编码蛋白质的基因只占基因组的约2%。其他98%的基因也包含可能发生在癌细胞中的突变,但要弄清楚这些突变是否有助于癌症的发展则要困难得多。
Berger说:“确实缺乏能够让我们在蛋白质编码区域之外搜索这些驱动突变的计算工具。这就是我们在这里要做的事情:设计一种计算方法,让我们不仅查看基因组中2%的蛋白质编码,而且查看100%的蛋白质编码。”
为了做到这一点,研究人员训练了一种称为深度神经网络的计算模型,以搜索癌症基因组中比预期更频繁出现的突变。作为第一步,他们在来自37种不同类型的癌症的基因组数据上训练该模型,这使得该模型能够确定这些类型中每一种的背景突变率。
Sherman说:“我们的模型真正好的地方在于,你为一个给定的癌症类型训练一次,它就能同时学习该特定类型癌症在整个基因组中的突变率。然后你可以对照你应该看到的突变数量查询你在病人群中看到的突变。”
用于训练模型的数据来自Roadmap表观基因组学项目和一个名为泛癌全基因组分析(PCAWG)的国际数据集。该模型对这些数据的分析给了研究人员一张整个基因组预期乘客突变率的地图,这样,任何一组区域(小到单碱基对)的预期突变率都可以与整个基因组任何地方的观测突变数进行比较。
利用这个模型,麻省理工学院的科学家们能够增加可驱动癌症的已知突变景观。目前,当癌症患者的肿瘤被筛查出致癌突变时,大约三分之二的时间会出现一个已知的驱动因素。麻省理工学院的新研究结果为另外5%到10%的患者提供了可能的驱动突变。
研究人员关注的一种非编码突变类型被称为"隐性剪接突变"。大多数基因由外显子序列和内含子组成,外显子编码蛋白质构建指令,内含子是间隔元素,通常在信使RNA被翻译成蛋白质之前被修剪掉。"隐性剪接突变"是在内含子中发现的,它们可以混淆剪接它们的细胞机器。这导致内含子在不应该出现的情况下被包括在内。
利用他们的模型,研究人员发现,许多隐性剪接突变似乎破坏了肿瘤抑制基因。当这些突变出现时,肿瘤抑制因子被错误地拼接并停止工作,而细胞失去了对癌症的防御之一。研究人员在这项研究中发现的隐性剪接点的数量约占在肿瘤抑制基因中发现的驱动突变的5%。
研究人员说,针对这些突变可以提供一种新的方法来潜在地治疗这些病人。一种仍在开发中的可能方法是使用被称为反义寡核苷酸(ASO)的短链RNA,用正确的序列修补变异的DNA片段。
“如果你能以某种方式使突变消失,那么你就解决了这个问题。那些肿瘤抑制基因可以继续运作,也许可以对抗癌症,”Yaari说。“ASO技术正在积极开发中,这可能是它的一个非常好的应用。”
研究人员发现非编码驱动突变高度集中的另一个区域是在一些肿瘤抑制基因的非翻译区。肿瘤抑制基因TP53在许多类型的癌症中是有缺陷的,已经知道它在这些序列中积累了许多缺失,被称为5'非翻译区。麻省理工学院的团队在一个名为ELF3的肿瘤抑制因子中发现了同样的模式。
科学家们还利用他们的模型来研究已经知道的常见突变是否也可能驱动不同类型的癌症。作为一个例子,研究人员发现,以前与黑色素瘤有关的BRAF也有助于其他类型癌症中较小比例的癌症进展,包括胰腺、肝脏和胃食道。
“这说明常见驱动因素和罕见驱动因素之间实际上有很多重叠之处。”Sherman说:“这为治疗的再利用提供了机会。这些结果可以帮助指导我们应该建立的临床试验,以扩大这些药物从仅仅在一种癌症中被批准,到在许多癌症中被批准并能够帮助更多的病人。”
相关阅读
-
麻省理工学院建立新模型 可快速扫描癌...
癌细胞可能有成千上万的DNA突变。然而,这些突变中只有一小部分真正... -
超2500颗卫星投入使用!马斯克SpaceX将...
马斯克SpaceX旗下的重点业务Starlink(星链)目前已经有超2500颗卫星... -
大众汽车集团(中国)发布首款电动垂直起...
7月27日,大众汽车集团(中国)发布了首款电动垂直起降(eVTOL)载人飞... -
每日信息:亚马逊云科技面向Kubernetes...
北京——2022年7月28日,日前,亚马逊云科技宣布通过与光环新网和西... -
全球即时看!贸泽和Microchip联手发布全...
介绍嵌入式解决方案的灵活性和丰富功能 -
焦点速看:时隔65天,苹果向iPhone用户...
北京时间7月21日凌晨消息,苹果今日向iPhone用户推送了iOS15 6更新...
精彩推送
-
麻省理工学院建立新模型 可快速扫描癌...
癌细胞可能有成千上万的DNA突变。然而,这些突变中只有一小部分真正... -
超2500颗卫星投入使用!马斯克SpaceX将...
马斯克SpaceX旗下的重点业务Starlink(星链)目前已经有超2500颗卫星... -
怕晕车?福特申请防晕车新专利:仅用一...
很多人都有晕车的困扰,一些人甚至连坐火车都要难受半天,如何才能... -
奔驰和宝马在内的德国企业试图减少天然...
据外媒报道,包括奔驰和宝马在内的德国企业正试图减少天然气的用量... -
美国联邦贸易委员会反对 Meta 收购VR...
美国联邦贸易委员会(FTC)近期提起诉讼,反对 Meta 拟议收购 VR ... -
大众汽车集团(中国)发布首款电动垂直起...
7月27日,大众汽车集团(中国)发布了首款电动垂直起降(eVTOL)载人飞... -
德国联盟党取消对插电式混合动力汽车提...
据外媒报道,德国联盟党已经同意降低针对电动汽车的补贴,并取消对... -
鑫源集团与宁德时代签署战略合作协议 ...
7月28日,鑫源集团与宁德时代在山城重庆签署战略合作协议,双方将充... -
米其林上半年销售额提升18.7% 退出俄罗...
日前,有国内媒体报道称,法国轮胎制造商米其林在7月26日宣布,上半... -
负债70亿 东风裕隆汽车根据重整程序公开招商
近日,东风裕隆汽车根据重整程序相关规定正进行公开招商,欢迎有意... -
焦点快报!向“大哥”看齐!全新红旗H5正...
向“大哥”看齐!全新红旗H5正式上市帅到没朋友 -
当前热讯:车价直接优惠出一台宝马3系?...
车价直接优惠出一台宝马3系?曝奔驰EQS降价30万促销 -
当前热门:10.57W起步 东风标致新408开启预售
10 57W起步东风标致新408开启预售 -
世界观焦点:福特申请防晕车系统专利:...
福特申请防晕车系统专利:靠一块屏幕 -
每日信息:亚马逊云科技面向Kubernetes...
北京——2022年7月28日,日前,亚马逊云科技宣布通过与光环新网和西... -
天天百事通!东风裕隆破产重整申请获批...
东风裕隆破产重整申请获批:负债70亿、需找接盘侠 -
每日资讯:摩托车卖爆了!半年新增超500...
摩托车卖爆了!半年新增超500万辆热门车需提前1年预订 -
世界速递!法系车最新“王炸”!标致全...
法系车最新“王炸”!标致全新408预售:10 57万起 -
【全球热闻】大众发布首款电动飞行汽车...
大众发布首款电动飞行汽车原型机:可载四人飞200公里 -
天天热推荐:因眼睛小被辅助驾驶误判睡...
因眼睛小被辅助驾驶误判睡觉当事车主“漏眼”!网友:错怪小鹏了 -
焦点讯息:全新本田思域TYPE R动力信息...
全新本田思域TYPER动力信息出炉:2 0T四缸机踩出330马力 -
全球即时看!贸泽和Microchip联手发布全...
介绍嵌入式解决方案的灵活性和丰富功能 -
【环球新要闻】自动驾驶出租车每天烧掉3...
自动驾驶出租车每天烧掉3000万!巨头通用:最多再撑2年 -
【全球速看料】红旗超跑S9最新计划曝光...
红旗超跑S9最新计划曝光:项目投资10亿欧元、意大利建厂 -
天天快播:Bourns 扩展 POWrFuse™ ...
推出全新电信系列 全新POWrFuse™PF-N系列符合UL248-1标准,专为电... -
【环球热闻】罗德与施瓦茨联合中国移动...
为了满足6G所涉及的众多愿景和需求,新的技术不断涌现并进入6G研究... -
焦点播报:车主因眼睛小被辅助驾驶误判引...
车主因眼睛小被辅助驾驶误判引热议:蔚来连夜成立专门研究小组 -
每日关注!如何实现电子元器件呆滞库存价...
为解决电子元器件呆滞料难题,世强硬创自今年年初上线了“平台市场... -
每日消息!法拉利借朋友接亲出事故车损超...
法拉利借朋友接亲出事故车损超百万:找不到责任人、保险还拒赔 -
环球消息!理想首款MPV曝光:干翻丰田埃...
理想首款MPV曝光:干翻丰田埃尔法不成问题? -
全球视点!宝马i3电动车试驾时自燃!4S...
宝马i3电动车试驾时自燃!4S店发声:线路故障 -
焦点速看:时隔65天,苹果向iPhone用户...
北京时间7月21日凌晨消息,苹果今日向iPhone用户推送了iOS15 6更新... -
【全球快播报】中网大变、年轻十岁不止...
中网大变、年轻十岁不止!新款奥迪A6L上市定档 -
天天快消息!特斯拉:新车不再享受终身...
特斯拉:新车不再享受终身免费标准车载娱乐服务 -
天天新动态:宝马i3试驾途中底盘起火:...
宝马i3试驾途中底盘起火:原因不明 -
【环球新要闻】理想L9试驾车“断轴”、...
理想L9试驾车“断轴”、主动刹车失效?理想汽车回应 -
福特将从宁德时代进口电池 签订协议确...
7月25日,据外媒报道,福特将从宁德时代进口成本较低的磷酸铁锂电池... -
通用汽车发布2022年第二季度财报:净利...
7月26日,通用汽车发布2022年第二季度财报,净收入为357 59亿美元... -
天天热讯:神经外科手术机器人成专科化趋...
随着时代的发展,神经外科手术机器人已较好地运用到神经外科手术当... -
【独家焦点】全新宝马纯电MINI概念车
全新宝马纯电MINI概念车 -
索尼即将推出的PSVR2头显细节 有VR模式...
索尼今天对其即将推出的PlayStation VR2头显一些细节进行了预告。... -
目标10亿人进入元宇宙!扎克伯格:Meta...
随着实现元宇宙的竞赛拉开帷幕,马克·扎克伯格告诉员工,在创建AR... -
一团队对KineCAM进行数字化改造 使之能...
发明于19世纪末的Kinegrams是一种简单的动画形式--早于第一部动画电... -
通用汽车推出首个商用机器人出租车 其...
据TechCrunch报道,Cruise是通用汽车旗下致力于将自动驾驶汽车商业... -
福特将为残障人士建设机器人充电站 无...
7月25日,有外媒报道,福特官方正在为老年人和行动不便的残障人士建... -
丰田取消部分Harrier运动型多用途车订单...
据外媒报道,由于新冠肺炎疫情封锁导致生产中断,丰田汽车公司取消... -
采埃孚全球技术日:成立全新事业部推动...
7月20日,采埃孚全球技术日亚太媒体线上发布会举行。采埃孚宣布,新... -
舍弗勒5.82亿欧元收购伊维莱 汽车零部...
在汽车新四化加速的今天,汽车零部件行业的并购也在加速。7月24日,... -
当前热门:小眼睛车主开小鹏遇奇葩一幕...
小眼睛车主开小鹏遇奇葩一幕被辅助驾驶误判睡觉:简直无语凝噎 -
全球聚焦:堵车拜拜!小鹏旅航者X2飞行...
堵车拜拜!小鹏旅航者X2飞行汽车亮相:最高可飞1000米 -
全球微头条丨自主研发混动系统!全新红...
自主研发混动系统!全新红旗H5上市:15 98万元起 -
【独家焦点】日本市场新能源占有率只有1...
日本市场新能源占有率只有1%比亚迪怎么打? -
热门看点:特斯拉客服回应全景天幕车内...
特斯拉客服回应全景天幕车内暴晒:油车也会热、可买遮阳帘 -
热点聚焦:奇瑞小蚂蚁被集体投诉刹车失...
奇瑞小蚂蚁被集体投诉刹车失灵!车主:刹车根本踩不动 -
今日快讯:造谣比亚迪大巴在英国起火 ...
造谣比亚迪大巴在英国起火百万粉大V道歉 -
全球报道:理想L9试驾事故 客户称“断轴...
理想L9试驾事故客户称“断轴”、主动刹车失效!理想高管回应 -
热消息:助力减少碳排放,建筑机器人显威力
当讨论起数字化、人工智能等技术词汇的时候,很少人会把它们与看似... -
今日快讯:懒人福利,微型机器人自动帮...
果然,人类科技进步的原动力,就是懒惰。从洗碗机到扫地机器人,现... -
环球资讯:神经机器人手术精准打击“癫...
“癫痫是常见的神经系统疾病之一,通过药物治疗,约70%的患者病情可... -
今头条!男子用嘴偷吸路边摩托车的汽油...
男子用嘴偷吸路边摩托车的汽油:女友望风、共偷5升 -
每日视讯:三连降!今晚油价下调:加满...
三连降!今晚油价下调:加满一箱少花12元 -
【全球快播报】30多万的丰田赛那新车 ...
30多万的丰田赛那新车气门弹簧就脱落!4S店:你加的油不好 -
全球快资讯丨林志颖出车祸Model X起火...
林志颖出车祸ModelX起火特斯拉急了:各种自证 -
全球观天下!种植牙不需要人工了,口腔...
近日,齐鲁医院口腔种植科团队使用口腔种植牙机器人成功为一例左侧... -
今日热搜:配“灵魂大溜背” 奥迪A7 S...
配“灵魂大溜背”奥迪A7Sportback3 0T上市:78 38万 -
报道:国产转出口 雪佛兰全新三厢轿车...
国产转出口雪佛兰全新三厢轿车曝光:五菱换标 -
【天天报资讯】理想L9首撞!客户雨夜试...
理想L9首撞!客户雨夜试驾一个变道撞成“护栏拆迁户” -
天天热点!智能化小型化趋势下,电子产...
热管理是设计电子产品过程中不可忽视的环节,小型化、智能化的精密... -
世界滚动:2022年7月21日,电信三巨头公...
5G套餐是三大运营商推出的一项数据流量服务,将流量、语音等资费元... -
全球看热讯:市场规模不断增长,如何赋...
在国家新基建的背景下,随着5G、人工智能等新兴技术快速应用与普及... -
每日视讯:汽车市场似乎面临着重新“洗...
昨日,通用汽车首席执行官MarryBarra表示到本世纪中期,通用汽车销... -
热门:马斯克:所有特斯拉都将免费配备...
马斯克:所有特斯拉都将免费配备卡拉OK程序 -
动态焦点:智慧医疗将成为推动中国数字经...
近年来,国家出台了一系列医疗卫生政策,特别是《健康中国2030规划... -
观天下!2023年油价稳居100美元上方?分...
2023年油价稳居100美元上方?分析师:两种情况可破局 -
当前最新:全球跑的最多的宝马M5?里程...
全球跑的最多的宝马M5?里程数已可从地球跑月球一个来回 -
天天微速讯:贾跃亭又放鸽子!FF91量产...
贾跃亭又要放鸽子了,FF91量产又遇到了问题,还是资金不太够。 -
每日简讯:特斯拉隧道内起火 女车主:...
特斯拉隧道内起火女车主:眼睁睁看着它烧完 -
世界热推荐:五菱星辰混动版即将开卖:...
五菱星辰混动版即将开卖:最便宜的国产混动来了! -
快报:新一代丰田汉兰达燃油版上市定档...
新一代丰田汉兰达燃油版上市定档:曾经的神车回归了! -
油价迎“三连跌”!95号汽油有望回归“8...
26日24时,2022年第14轮国内成品油调价窗口将开启。机构预测,本轮... -
全球微资讯!科技巨头于日前宣布:Smart...
三星的SmartThingsFind是市场上寻找放错地方的设备的有用服务之一,... -
均胜电子与杰平方半导体牵手 将建立汽...
近日,均胜电子发布消息称,将以旗下均胜智能汽车技术研究院为牵头... -
自研自动驾驶域控制器今年四季度量产 ...
近日,小马智行方面表示,将成为首批基于英伟达DRIVE Hyperion计算... -
当前报道:“海王”杰森莫玛出车祸:电车...
“海王”杰森莫玛出车祸:电车骑行人被撞飞到挡风玻璃上 -
吉利退出集度汽车,特斯拉裁员10% 造车...
虽然我国新能源汽车市场在上半年呈现出快速增长的态势,但近日一些... -
市值蒸发3500亿美元!特斯拉为何陷入冰...
在经历了5月的暴跌后,特斯拉上海超级工厂的交付量终于在6月迎来大... -
德勤:全球汽车供应链面临巨大压力 如...
新冠肺炎疫情、芯片和原料短缺、物流中断、俄乌冲突等危机,以及消... -
不惧酷暑“烤”验 新能源汽车夏季续航...
在持续不断的疫情影响下,今年上半年我国车市出现较大波动。尽管如... -
交通运输部:到2035年基本建成现代化高...
7月25日上午,交通运输部举办《国家公路网规划》专题新闻发布会于京... -
8月1日起实施!国内首次明确智能网联汽...
日前,深圳市人大常委会会议审议通过《深圳经济特区智能网联汽车管... -
风口上的“氢燃料电池汽猪” 又能飞多高?
前不久,氢能企业迎来一波IPO热潮。包括上海捷氢科技股份有限公司(... -
当前速读:硬刚特斯拉Model 3!长安深...
硬刚特斯拉Model3!长安深蓝SL03上市:16 89万起 -
全球动态:一箱油续航轻松破千!魏牌拿铁...
一箱油续航轻松破千!魏牌拿铁DHT-PHEV上市:22 9万起 -
环球要闻:搭载V12发动机 法拉利首款SU...
搭载V12发动机法拉利首款SUV效果图出炉:这颜值你爱了没 -
播报:为瓜分数十亿美元!特斯拉决定干...
为瓜分数十亿美元!特斯拉决定干件大事:电动车主乐了 -
环球最资讯丨马自达官宣:马自达6正式停...
马自达官宣:马自达6正式停售、无下一代 -
环球精选!深圳:自动驾驶出事故 第一...
深圳:自动驾驶出事故第一责任人是驾驶员 -
天天新资讯:单体能量暴增5倍!特斯拉柏...
单体能量暴增5倍!特斯拉柏林工厂已生产首辆4680电池ModelY -
世界热头条丨2024年的iPhone 15几乎可...
现在安卓手机大多采用的是Type-C接口,但是iPhone一直采用Lightning... -
微软电脑管家2.0更新:界面大改动,安静...
微软电脑管家已经更新到了2 0版本,在新版中这个号称安静不打扰的...