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新方法可以识别复杂的进化群体中的适应性突变

加利福尼亚州里弗赛德市-由加州大学河滨分校的科学家领导的一个团队开发了一种方法,用于研究HIV如何突变以逃逸多个个体的免疫系统,从而为HIV疫苗设计提供依据。

可以导致艾滋病的艾滋病毒迅速发展并攻击人体的免疫系统。病毒中的基因突变可以防止其被免疫系统消除。虽然目前尚无法有效治愈该病毒,但可以通过药物控制。

UCR物理与天文学助理教授John P. Barton与电子与计算机工程教授Matthew R. McKay共同领导了这项研究,他说:“了解疾病的遗传驱动因素在生物医学科学中很重要。”香港科技大学化学与生物工程专业。“能够识别基因组重排是了解疾病如何发生以及如何治疗的关键。”

巴顿解释说,疾病的遗传驱动因素的显着例子包括允许病毒逃避免疫控制的突变,而其他突变则赋予细菌耐药性。

他补充说:“然而,要区分真实的,自适应的突变和随机的遗传变异可能是困难的。”“我们开发的新方法使我们能够识别复杂的进化群体中的此类突变。”

他补充说,进化史包含有关哪些突变影响生存以及哪些仅反映随机变异的信息。

他说:“但是,从数据中提取这些信息在计算上是困难的。”“我们使用了统计物理学的方法来克服这一计算难题。我们的方法可以普遍应用于不断发展的人口,而不仅限于艾滋病毒。”

McKay解释说,新方法提供了一种从复杂的进化历史观察中有效推断选择的方法。

他说:“它使我们能够区分哪些遗传改变提供进化优势,而哪些则不提供优势或产生有害影响。”“该方法相当通用,可以潜在地用于研究多种进化过程,例如病原体耐药性的演化和癌症的演化。我们方法的准确性和高效性使得能够分析复杂进化系统中的选择,超出了现有方法的范围。”

具有已知遗传原因的一些众所周知的疾病是囊性纤维化,镰状细胞性贫血,杜兴氏肌营养不良症,色盲和亨廷顿氏病。

巴顿说:“就艾滋病毒而言,了解导致艾滋病毒抵抗的基因突变可以帮助研究人员确定最适合患者的治疗方法。”“我们的方法不仅限于艾滋病毒,但我们将艾滋病毒作为测试系统的原因有很多原因。艾滋病毒具有高度可和遗传多样性。它还会在人体内变异,以逃避免疫系统。因此,艾滋病毒如何发展可能有助于开发出更好的抗病毒治疗方法。”

巴顿得到了美国国立卫生研究院的资助。研究结果发表在《自然生物技术》上。该研究论文的标题是“ MPL从复杂的进化历史中解析适应度推断中的遗传联系”。

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