JAX GeneWeaver系統(tǒng)：小鼠大數(shù)據(jù)助力衰老模型研究

   
 
近來，已有多篇文章報(bào)道了生物醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)的激增。到目前為止，基因組測(cè)序數(shù)據(jù)只是其中的冰山一角。研究人員也會(huì)不斷產(chǎn)生RNA測(cè)序數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組學(xué)、單細(xì)胞分析、表型（性狀）數(shù)據(jù)及其他更多類型數(shù)據(jù)。

從人類患者本身，到酵母、蠕蟲和果蠅等多種物種，數(shù)據(jù)從無數(shù)的課題和條件中（例如，癌癥中的RNA剪接、涉及阿爾茲海默癥tau紡錘體、2型糖尿病中的胰島功能障礙等）累積。對(duì)于小鼠來說，當(dāng)然也有這種大量數(shù)據(jù)的累積。

然而，每個(gè)孤立的數(shù)據(jù)集都無法完全解決研究人員的大多數(shù)問題，尤其是對(duì)于那些需要更多研究信息的復(fù)雜的過程、條件和疾病來說，更是如此。為了加速問題研究進(jìn)程，有必要從研究跨物種特定問題的不同實(shí)驗(yàn)室收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

可現(xiàn)實(shí)中存在著各種各樣的障礙，如從共享意愿的阻礙因素到不兼容的數(shù)據(jù)格式，這些障礙都使我們無法充分利用大量涌現(xiàn)的現(xiàn)代數(shù)據(jù)。
 
 
GeneWeaver是一套可以克服這些障礙的系統(tǒng)。研究人員可通過該系統(tǒng)整合數(shù)據(jù)，并使用各種分析工具來解析結(jié)果。

GeneWeaver整合和存儲(chǔ)了實(shí)驗(yàn)性基因組數(shù)據(jù)，包括：
▲ 主要的發(fā)表文章
▲ 外部數(shù)據(jù)庫(kù)
▲用戶提交的數(shù)據(jù)集

該數(shù)據(jù)庫(kù)可促進(jìn)研究人員對(duì)跨物種和數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)以大數(shù)據(jù)分析的方式進(jìn)行分析。

近日，杰克森實(shí)驗(yàn)室的Elissa Chesler教授（博士）和研究員Jason Bubier博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用GeneWeaver分析了幾個(gè)與老年學(xué)問題相關(guān)的衰老研究數(shù)據(jù)，展示了該系統(tǒng)的強(qiáng)大能力。
 
在發(fā)表于PLoS One的一篇文章“Integration of heterogeneous functional genomics data in gerontology research to find genes and pathways underlying aging across species”中，研究人員發(fā)現(xiàn)了影響長(zhǎng)壽的信號(hào)通路和新的保守基因
 
 
GeneWeaver
GeneWeaver 是一個(gè)異質(zhì)性功能基因組數(shù)據(jù)綜合分析平臺(tái)，可在全球功能基因組學(xué)分析中，對(duì)多個(gè)物種生物功能相關(guān)的基因、基因產(chǎn)物和基因變異，支持用戶比較和對(duì)比這些生物功能。
 
 
在研究人員已開展的衰老相關(guān)研究中，包括熱量限制延長(zhǎng)壽命的信號(hào)通路（已被證明可以延長(zhǎng)多種物種的壽命），以及延長(zhǎng)特定物種壽命的藥物。將基因組研究中發(fā)現(xiàn)的跨物種基因（同源基因）與受Sirolimus-雷帕霉素（小鼠）和3,4,4 ' -三羥基二苯乙烯白藜蘆醇（果蠅）影響的基因進(jìn)行結(jié)合分析，得到了一個(gè)涉及所有通路的常見基因HSPA1A。
 
HSPA1A是HSP70復(fù)合體的一部分，之前已被證明與衰老和壽命相關(guān)。關(guān)注這個(gè)特殊的基因?qū)��?huì)獲得進(jìn)一步的研究進(jìn)展。
 
該研究小組還整合了來自6個(gè)物種（酵母、蠕蟲、果蠅、大鼠、小鼠、人類）的73 個(gè)衰老相關(guān)基因的數(shù)據(jù)，用于分析高度保守的衰老相關(guān)基因。研究發(fā)現(xiàn)，與衰老聯(lián)系最緊密的基因 (Cd63) 存在于4個(gè)物種的12個(gè)基因集中，這為它在衰老機(jī)制中的作用提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。
 
在與研究人員的合作中，在蠕蟲中敲除了它的同源基因以驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，結(jié)果觀察到蠕蟲的平均壽命延長(zhǎng)了10.5%。盡管尚沒有該基因的變異對(duì)人類衰老影響的記錄，但這個(gè)結(jié)果提示Cd63的作用有待進(jìn)一步研究。
 
   
隨著更多可用數(shù)據(jù)的產(chǎn)生（包括本文中分析的與衰老相關(guān)的功能性基因組數(shù)據(jù)），大數(shù)據(jù)的整合和分析將變得越來越重要。

隨著GeneWeaver數(shù)據(jù)庫(kù)中納入數(shù)據(jù)集數(shù)量和種類的持續(xù)增長(zhǎng)，其實(shí)用性和功能性也在不斷增長(zhǎng)。

未來，數(shù)據(jù)資源聚合和分析方面的進(jìn)展將為研究人員對(duì)衰老及其他健康和疾病相關(guān)過程發(fā)現(xiàn)新機(jī)制的趨同性分子證據(jù)提供便利。
 

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源于近百年的專業(yè)積累, JAX深知健康優(yōu)質(zhì)的小鼠模型對(duì)高質(zhì)量可重復(fù)數(shù)據(jù)的重要性。
 
JAX在老齡化疾病相關(guān)研究領(lǐng)域： 
★ 不僅致力于提供精準(zhǔn)可靠模型小鼠——C57BL/6J老齡鼠，憑借專利的GSP控制遺傳漂變和嚴(yán)格的GQC控制遺傳質(zhì)量等特點(diǎn)，可現(xiàn)貨批量供應(yīng)超高品質(zhì)最大周齡90周的精準(zhǔn)可靠老齡鼠模型，目前已是最被廣泛使用的老齡鼠。
 
★ 同樣注重創(chuàng)新性前沿研究：例如， JAX老齡化研究中心和JAX印第安納大學(xué)阿爾茨海默癥精準(zhǔn)模型中心均已取得了豐碩研究成果。其中，老齡化相關(guān)表征信息，也已存儲(chǔ)至JAX小鼠表型信息數(shù)據(jù)庫(kù)MPD（ The Mouse Phenome Database ），可供相關(guān)研究人員參考使用。