Các nhà khoa học đang sử dụng một công cụ toán học mới để dự đoán cách kết hợp các đột biến gen gây ra các loại khối u khác nhau.
Các nhà sinh học tại Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor (CSHL) đang sử dụng một phương pháp toán học được phát triển trong phòng thí nghiệm của Trợ lý Giáo sư David McCandlish của CSHL để tìm ra giải pháp cho một loạt các vấn đề sinh học. Ban đầu được tạo ra như một cách để hiểu tương tác giữa các đột biến khác nhau trong protein, công cụ này hiện đang được McCandlish và các cộng sự của ông sử dụng để tìm hiểu về sự phức tạp của biểu hiện gen và các đột biến nhiễm sắc thể liên quan đến ung thư. McCandlish nói:
"Đây là một trong những điều thực sự hấp dẫn về nghiên cứu toán học, là đôi khi bạn có thể thấy mối liên hệ giữa các chủ đề, bề ngoài chúng có vẻ rất khác nhau, nhưng ở cấp độ toán học, chúng có thể đang sử dụng một số ý tưởng kỹ thuật giống nhau."
Tất cả những câu hỏi này đều liên quan đến việc lập bản đồ khả năng xảy ra các biến thể khác nhau trong một chủ đề sinh học: ví dụ, tổ hợp đột biến nào có nhiều khả năng phát sinh nhất trong một protein cụ thể hoặc đột biến nhiễm sắc thể nào thường được tìm thấy cùng nhau trong cùng một tế bào ung thư. McCandlish giải thích rằng đây là những vấn đề về ước tính mật độ - một công cụ thống kê dự đoán tần suất một sự kiện xảy ra. Ước tính mật độ có thể tương đối đơn giản, chẳng hạn như lập biểu đồ các độ cao khác nhau trong một nhóm người. Nhưng khi xử lý các trình tự sinh học phức tạp, chẳng hạn như hàng trăm hoặc hàng nghìn axit amin được liên kết với nhau để tạo ra một protein, thì việc dự đoán xác suất của mỗi trình tự tiềm năng trở nên phức tạp một cách đáng kinh ngạc.
(adv)
McCandlish giải thích vấn đề cơ bản mà nhóm của anh ấy đang sử dụng toán học để giải quyết: "Đôi khi, nếu bạn tạo ra, giả sử một đột biến đối với chuỗi protein, nó không làm được gì cả. Protein hoạt động tốt. Và nếu bạn tạo ra đột biến thứ hai, nó vẫn hoạt động tốt, nhưng nếu bạn đặt hai trong số chúng lại với nhau, bây giờ bạn có một protein bị hỏng. Chúng tôi đang cố gắng đưa ra các phương pháp để mô hình hóa không chỉ tương tác giữa các cặp đột biến mà còn giữa ba hoặc bốn hoặc bất kỳ số nào đột biến. "
Các phương pháp mà họ đã phát triển có thể được sử dụng để giải thích dữ liệu từ các thí nghiệm đo lường tác động của hàng trăm nghìn sự kết hợp đột biến khác nhau đến chức năng của protein.
Nguồn Science Alert/ Phòng thí nghiệm Cảng Cold Spring
