理论框架,旨在帮助识别癌症由多个基因突变引起的

癌症预防的道路是漫长而艰巨的大批的研究人员,但莱斯大学科学家的新研究表明,可能有捷径。

大米的化学家Anatoly Kolomeisky第一作者和博士后研究员哈米德Teimouri和研究助理凯德丁正在开发的理论框架来解释由多个基因突变导致的癌症能更容易识别,也许停止。

从本质上讲,它是通过识别和忽视过渡路径固定的贡献不多突变的细胞继续建立一个肿瘤。

的一项研究生物物理期刊描述了有效的分析能源景观细胞转化途径在内的各种癌症。能够限制路径的数量的少数最有可能启动癌症可以帮助想办法阻止这个过程才真正开始。

“在某种意义上,癌症是一个倒霉的故事,“Kolomeisky说,教授化学和化学和生物分子工程。“我们认为我们可以减少这种坏运气寻找低概率的概率集合通常导致癌症的突变。根据类型的癌症,这两个突变和10之间不等。”

计算的有效能量,决定在生物分子相互作用系统可以预测他们的行为。理论通常被用来预测蛋白质折叠,根据其组成原子的顺序和它们如何相互作用。

水稻团队相同的原则应用到癌症启动途径在细胞但有时携带突变错过了身体的保障。当两个或更多的这些突变被固定在一个细胞,它们是结转的细胞分裂和肿瘤生长。

根据他们的计算,几率最主要的途径,那些携带突变而消耗最少的能源,Kolomeisky说。

”,而不是看所有可能的化学反应,我们确定我们可能需要看的很少,”他解释道。“在我们看来,大多数组织参与癌症的起始正试图尽可能均匀。规则是一种途径,减少异质性总是最快的肿瘤形成的道路上。”

大量的可能的途径似乎使缩小下来一个棘手的问题。”,但事实证明,使用我们的化学直觉和建立一个有效的自由能景观的帮助下让我们计算过程中,突变可能会成为固定在一个单元中,“Kolomeisky说。

最初关注的团队简化计算途径涉及到只有两个突变,固定时,启动一个肿瘤。Kolomeisky说机制涉及更多的突变将复杂的计算,但是过程是相同的。

大部分的功劳归于丁,谁在Teimouri方向创造了极大地简化计算的算法。来访的研究助理12岁当他第一次见到Kolomeisky寻求指导。早期从休斯顿高中毕业后两年,他加入了大米实验室去年16岁和将参加三一大学今年秋天在圣安东尼奥。

“凯德杰出的计算机编程能力和实现复杂算法尽管他很小的时候,“Kolomeisky说。”他想出最有效的蒙特卡罗模拟来测试我们的理论,系统的大小可以涉及到十亿个细胞。”

丁说,该项目召集了化学、物理和生物学的网格和他的利益,与他的计算机编程技能。“这是好方法相结合的所有分支科学和编程,这是我觉得最有趣的,”他说。

在研究之前2019年的论文大米的实验室模拟随机(随机)流程了解为什么一些癌细胞克服身体的防御和引发疾病的传播。

但是了解这些细胞癌变首先可以帮助他们负责人,Kolomeisky说。“这对个性化药物,”他说。“如果一个组织测试可以发现突变,我们的框架可能会告诉你如果你容易患上肿瘤,是否你需要更频繁的检查。我认为这强大的框架可以预防的工具。”

韦尔奇基金会(c - 1559),美国国家科学基金会(1953453,1953453)和NSF-supported理论生物物理学中心(2019745)支持这项研究。

参考C: Teimouri H,丁,Kolomeisky AB。最优通路控制固定多个突变在癌症启动。Biophys。J。2022年。doi:10.1016 / j.bpj.2022.05.011

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。