Multi-omics นำเสนอวิธีการใหม่ในการทำชีววิทยา
ยีนของ Michael Snyder บ่งบอกว่าเขาอาจมีความเสี่ยงที่จะ สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ เป็นเบาหวานชนิดที่ 2 มากขึ้น นักพันธุศาสตร์ของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดไม่กังวล เขารู้สึกสุขภาพดีและไม่มีประวัติครอบครัวเป็นโรคนี้ แต่ในขณะที่เขาตรวจสอบข้อมูลทางชีววิทยาของเขาในด้านอื่นๆ เป็นเวลาหลายเดือนและหลายปี เขาพบว่าโรคเบาหวานกำลังเกิดขึ้นจริง แม้ว่าเขาจะไม่แสดงอาการใดๆ ก็ตาม
เรื่องราวของสไนเดอร์แสดงให้เห็นพลังของการมองข้ามจีโนม ซึ่งเป็นรายการข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เรื่องราวของเขาเปลี่ยนมุมมองหนึ่งมิติของจีโนมให้กลายเป็นมุมมองหลายมิติ จีโนมเป็นเหมือนแผนที่กระดาษของโลกในหลาย ๆ ด้าน แผนที่นั้นแสดงให้เห็นว่าเมืองต่างๆ อยู่ที่ไหน แต่ไม่ได้กล่าวถึงประเทศใดที่ค้าขายกัน เมืองใดมีการแข่งขันฟุตบอลที่รุนแรง หรือรัฐใดจะเปิดรับผู้สมัครทางการเมืองรายใดรายหนึ่ง
เปิดหนึ่งในแผนที่ดิจิทัลในปัจจุบัน และแหล่งข้อมูลซ้อนทับจำนวนมากให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่มีรายละเอียดมากมาย ด้วยการแตะไม่กี่ครั้ง Google Maps สามารถแสดงวิธีเดินทางข้ามบอสตันในชั่วโมงเร่งด่วน เสนอเส้นทางสำรองรอบปัญหาการจราจร และบอกคุณว่าจะไปรับพิซซ่าที่ไหนระหว่างทาง
ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์อย่าง Snyder กำลังพัฒนาเครื่องมือทางชีววิทยาแบบเดียวกันนี้ ซึ่งมีผลที่ตามมาอย่างมากมาย เพื่อหาว่าเกิดอะไรขึ้นภายในสิ่งมีชีวิต หรือภายในอวัยวะหรือเซลล์เฉพาะ นักวิจัยกำลังเชื่อมโยงจีโนมกับข้อมูลขนาดใหญ่เกี่ยวกับผลลัพธ์ของยีนเหล่านั้น ณ เวลาที่กำหนด ในสถานที่เฉพาะ เพื่อตอบสนองต่อแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง
ในขณะที่จีโนมส่วนใหญ่ยังคงมีเสถียรภาพตลอดเวลา “โอม” อื่น ๆ จะเปลี่ยนแปลงไปตามยีนที่เปิดและปิดในช่วงเวลาเฉพาะในสถานที่เฉพาะในร่างกาย โปร ตีโอม ( โปรตีนของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด) และ เมตาโบ โลม (เมตาโบไลต์ทั้งหมดหรือโมเลกุลขนาดเล็กที่เป็นผลลัพธ์ของกระบวนการทางชีววิทยา) เป็นชุดข้อมูลที่ทรงพลังสองชุดที่มีข้อมูลมากขึ้นเมื่อใช้ร่วมกันในรูปแบบมัลติโอมิก พวกเขาแสดงให้เห็นว่าคู่มือการใช้งานจีโนมนั้นถูกนำไปใช้จริงอย่างไร
“จีโนมบอกคุณว่าจะเกิดอะไรขึ้น” Oliver Fiehnนักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิสกล่าว โปรตีโอมและเมตาโบโลมสามารถแสดงสิ่งที่เกิดขึ้นจริงได้
และเช่นเดียวกับที่นักวางผังเมืองใช้ข้อมูลเกี่ยวกับรูปแบบการจราจรเพื่อค้นหาว่าจะขยายถนนที่ไหนและต้องหยุดไฟอย่างไร นักชีววิทยาสามารถใช้เครือข่ายที่พันกันเหล่านี้เพื่อทำนายในระดับโมเลกุลว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะตอบสนองอย่างไรภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ
โดยการเชื่อมโยงเลเยอร์เหล่านี้กับเลเยอร์อื่นๆ เพื่อขยายจากจีโนมไปสู่มัลติโอมิกส์ นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถบรรลุเป้าหมายของยาเฉพาะบุคคลได้ เช่น เพื่อหาว่า การรักษาแบบใดที่ผู้ป่วยมะเร็งแต่ละรายจะตอบสนองได้ดีที่สุด โดยอิงจากพลวัตของเครือข่าย รับผิดชอบเนื้องอก หรือคาดการณ์ว่าวัคซีนทดลองจะทำงานได้หรือไม่ก่อนที่จะเข้าสู่การทดสอบทางคลินิกที่มีราคาแพง หรือช่วยให้พืชผลเจริญเติบโตได้ดีขึ้นในฤดูแล้ง
และในขณะที่แอปพลิเคชันจำนวนมากยังคงอยู่ในอนาคต นักวิจัยกำลังวางรากฐานในขณะนี้
Nitin Baligaผู้อำนวยการ Institute for Systems Biology ในซีแอตเทิลกล่าวว่า “ชีววิทยากำลังดำเนินการในแบบที่ไม่เคยทำมาก่อน”
การถ่ายโอนข้อมูล
นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษามานานแล้วว่ายีนมีอิทธิพลต่อลักษณะนิสัยอย่างไร นักวิจัยได้ค้นพบความเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างยีนกับโปรตีนที่พวกเขาเข้ารหัส และได้ค้นหาจีโนมเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและโรคต่างๆ แต่การดูร่างกายแบบยีนต่อยีนก็เหมือนกับการพยายามวินิจฉัยปัญหาการจราจรทั่วเมืองโดยดูจากสี่แยกสำรองเพียงจุดเดียว
“มีหลายที่ที่ระบบอาจผิดพลาดได้” บาลิกากล่าว เมื่อยีนหลายสิบตัวทำงานร่วมกัน เป็นเรื่องยากที่จะหยอกล้อว่ายีนใดทำงานผิดพลาดในบางกรณี
บาลิกาเป็นหนึ่งในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังเติบโตที่ต้องการศึกษาชีวิตผ่านเลนส์ของระบบ เพราะบางครั้งรถติดที่สี่แยกนั้นเกิดจากอุบัติเหตุที่ไม่อยู่ในสายตาซึ่งอยู่ห่างออกไปสามช่วงตึก
วิธีการดังกล่าวมีประโยชน์อย่างยิ่งในการไขความซับซ้อนของโรคต่างๆ เช่น มะเร็งและเบาหวาน เงื่อนไขเหล่านี้เกี่ยวข้องกับยีนพันกัน จับคู่กับปัจจัยด้านไลฟ์สไตล์และสภาพแวดล้อม เธอเป็นคนสูบบุหรี่หรือเปล่า เธอออกกำลังกายมากแค่ไหน? – อิทธิพลนั้นเมื่อมีการเปิดและปิดยีนต่าง ๆ เหล่านั้น
การสร้างเส้นทางที่พันกันขึ้นใหม่โดยที่ยีนโต้ตอบกับอิทธิพลต่อร่างกายนั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อยกว่าการทำแผนที่เส้นทางที่ดีที่สุดจากทัลซาไปยังทัสคาลูซา ประการหนึ่ง ต้องใช้พลังคอมพิวเตอร์อย่างจริงจังในการรวบรวม จัดเก็บ และวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดนั้น หน่วยเข้ารหัสทางเคมี 3 พันล้านหน่วยที่ร้อยเข้าด้วยกันเพื่อสร้างรายการ DNA ของบุคคล หากป้อนลงในสเปรดชีต Excel ทีละบรรทัด จะยาวประมาณ 7,900 ไมล์ โปรตีโอมของมนุษย์มีโปรตีนที่แตกต่างกันมากกว่า30,000 ชนิดที่ได้รับการระบุจนถึงปัจจุบัน และนักวิจัยได้จัดทำรายการสารเมแทบอไลต์ของมนุษย์มากกว่า40,000 ชนิดเช่น กรดแลคติก เอทานอล และกลูโคส สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ
