CICERO软件可以检测致癌基因融合

经过多年的发展，工程和增强，圣裘德儿童研究院的研究人员已经公开提供一种软件系统，可以更好地检测基因融合。该系统称为Cicero，为癌症以及毒品处理的新目标提供了额外的见解。最新版本的西塞罗已发布基因组生物学。

“在儿童和成人癌症中，基因融合可以作为药物治疗的有价值的靶点，”St. Jude计算生物学系主任张景辉博士说。“在许多儿科癌症，它们是发起的基因组改变，驱动肿瘤的肿瘤癌症，这意味着靶向基因融合的药物可以有效地治疗癌症。“

基因融合的重要性

基因融合是细胞分裂产生新细胞时染色体复制过程中发生的错误。混合动力基因当两种先前的独立基因连接时被错误地形成。这种融合可能包括重排，重复，截断或基因的反转。

基因是细胞中蛋白质的蓝图，导致癌症的融合可能会激活基因产生过量的蛋白质。它们还可能产生不断激活的蛋白质，驱动癌细胞过度增殖。此外，通过基因融合破坏抑癌基因也可能引发癌症。

在开发西塞罗时，张和她的同事利用了一种称为RNA测序的技术。使用这种技术，它们分析了癌细胞以检测融合事件。西塞罗区分融合通过比较的事件细胞“RNA序列，被称为“转录组”，与人类基因组DNA序列的参考版本。

细胞的RNA序列是从细胞的DNA转录的模板，其是细胞的遗传蓝图。该细胞使用RNA模板制造细胞的致臼蛋白。在这些蛋白质中是能够异常发挥癌症的电池开关。

Zhang的实验室编写了CICERO程序，在转录组中寻找与参照人类基因组中正常DNA片段部分匹配的RNA片段，但也包含与参照人类基因组不匹配的片段。因此，CICERO可以分辨出基因融合的特征。

工作中的系统

“CICERO能够将致癌融合从技术伪物中区分出来的关键在于系统中编写了一套从信号到噪声的识别程序，”第一作者田丽青博士说，他是张实验室的生物信息研究科学家。“这些包括将异常读码器组装成一个微型基因组基因融合;过滤技术工件;并对潜在的致癌融合进行广泛的标注。”

除了自动分析外，还开发了一种名为Fiuseditor的可视化工具。

“通过视觉呈现预测的基因融合，融合者使研究人员能够纳入他们的生物学知识，了解本疾病的融合，以便是否从疾病的角度与疾病相关的融合，”张说。

为了测试CICERO检测致癌融合的能力，研究人员进行了基准测试，他们将该系统应用于170例儿童白血病、实体肿瘤和肿瘤的转录组脑部肿瘤他的驱动融合之前已经用替代技术分析过了。CICERO优于其他常用的驱动融合检测方法。

为了将CICERO应用于一种成人癌症，研究人员重新分析了来自胶质母细胞瘤(一种成人脑癌)的RNA序列数据，并将结果与此前报道的这种疾病的基因融合进行了比较。

“在这样的重新分析中发现任何新的融合都是困难的，但如果我们做到了，这将证明CICERO也可以成为治疗成人癌症的有用工具。”张说。“事实上，我们确实发现了一些被其他方法错过的融合，这些方法绝对可以被药物靶向。”

之前未发现的胶质母细胞瘤融合包括一种名为EGFR的基因，这是脑癌中最常见的突变基因之一。对胶质母细胞瘤的分析显示了惊人数量的EGFR融合，导致蛋白质缺失一端，张说。这可能会导致蛋白质“关闭开关”的丧失，从而引发癌症。

St. Jude研究人员已在ST Jude Cloud上实施西塞罗，以SapidRNA-SEQ命名，以便能够快速分析RNA-SEQ，这可能在交货时至关重要，使其可广泛可用。

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