témavezető: Sebestyén Endre
helyszín (magyar oldal): SE helyszín rövidítés: SE
A kutatási téma leírása:
Transzkripciós adaptáció és minimális génszabályozó hálózatok rákban: rendszerbiológiai modellek a mutáns fenotípusok pontosabb megértéséhez
A kutatási téma során bioinformatikai módszereket használva a genetikai hátterű betegségeket, (mint pl. rák) okozó mutációk hatásának pontosabb megértése a fő cél. E mutációk értelmezését nagyban nehezíti a genetikai redundancia, valamint a különféle átfedő és esszenciális biológiai funkciók. Az eukarióta génszabályozó hálózatok zajosak, komplexek és sejt vagy szövet típustól függően akár szükségtelenek is lehetnek. Annak ellenére, hogy a rák kialakulásának genetikai háttere jól ismert és a mutációk szerepe a rák kialakulásában, fejlődésében, metasztázisban, gyógyszer rezisztenciában részleteiben tanulmányozott, a mutációk hatásának pontos megértése nem egyszerű. A bizonyos mértékig véletlenszerű génexpressziós mintázatok, genetikus kompenzációs mechanizmusok és a redundáns vagy degenerált gén szabályozó hálózatok különféle komplikációkhoz vezetnek. A rákot okozó mutációk pontos fenotípusos hatásának előrejelzése és megértése emiatt nehéz és es hibákkal teli. A kutatás során alapvető célunk, hogy a különféle mutációk hatását jobban karakterizáljuk es tisztázzuk diagnosztikus, prediktív es prognosztikus hatékonyságukat is.
A Sequence Read Archive, Cancer Genome Atlas, Blueprint Epigenome és hasonló projektek publikus adatait felhasználva vizsgálni fogjuk, hogy miként változnak a gén szabályozó hálózatok különféle rák típusokban, és mik a legalapvetőbb gének vagy biológiai funkciók, amelyek meg egy daganatos sejt számára is szükségesek. Mivel gének helyett inkább bizonyos biológiai funkciók azok, amelyek esszenciálisak egy sejtnek, adott gén pontos mutációs státusza kevésbé számíthat, amíg hasonló funkcióval rendelkező redundáns vagy degenerált genetikai elemek kompenzálják a mutációt. Emellett a transzkripcios adaptáció mechanizmusa is kompenzálhatja bizonyos loss-of-function mutációk hatását. Rengeteg loss-of-function mutáció RNS átírását még lehetővé teszi, majd ez az RNS a nonsense mediated decay és egyéb folyamatok során lebomlik. A közelmúltban publikált eredmények alapján azonban ezek az RNS lebontó folyamatok a lebontott RNS-hez hasonló szekvenciával rendelkező gének expressziójának emelkedését okozzák.
A munka folyamán egy általános és egy daganat típus specifikus esszenciális biológiai funkció katalógust szeretnénk felállítani, egységesen újra elemzett publikus genom es exom szekvenálási adatokat felhasználva. Vizsgálni fogjuk továbbá, hogy a transzkripciós adaptáció detektálható-e különféle daganatokban. A hipermutációs mintázatot mutató daganatok különösen hasznos információval fognak szolgálni, mivel akár száznál több mutációt is tartalmazhatnak megabázisonként, így nagy mennyiségű mutálódott, funkcióvesztett enhancert, promóter régiót és gént tartalmazhatnak. A daganat genom és transzkriptom adatokat kiegészítjük normál sejtekből es szövetekből származó publikus adatokkal, amelyek a GTEx, GEUVADIS es hasonló projektekből származnak. Habár elsődleges témánk biológiai kérdések vizsgálata lesz, céljaink között szerepel új bioinformatikai elemző módszerek és szoftverek fejlesztése is, amely új generációs szekvenálási adatok elemzésében nyújthat segítséget.
További információ: https://su-compbio.github.io/positions
Bejelentkezés
