基因表达技术走向半自动化

人类基因组计划产生了人类基因组的第一个序列，揭示了一种人类生物学的蓝图。二十年后，基因调控网络领域描述了一个复杂的系统，数千个基因相互调控，以创造适当的基因表达动力学

然而，要全面了解这些网络并确定其确切性质，还需要做更多的工作。目前的方法要么间接估计基因调控，要么使用准确、直接但耗时、重复的方法

京都大学领导的一个研究小组现在开发了一种高度准确的方法来半自动估计多细胞生物中的基因调控网络。该方法包括测量时间序列基因表达，并应用该团队专有的RENGE计算模型。这项研究发表在《通讯生物学》杂志上

共同大学生命与医学科学研究所的通讯作者Masato Ishikawa说：“RENGE可能有助于识别细胞分化的关键因素，并有可能控制特定细胞的命运。”

研究人员可以使用相对准确的基因敲除方法来确定调节基因的表达，其中如果基因a被消除，则基因B&mdash；A监管的；暴露

最新的单细胞CRISPR技术可以测量大规模个体敲除后的表达变化，但需要注意的是：直接调控基因和间接调控基因之间的区别尚不清楚。敲除一个基因不可避免地会影响网络中下游基因的表达。

Ishikawa和他的同事通过测量时间序列中的表达水平并调整他们的数学模型来估计基因调控网络来解决这个问题

Ishikawa补充道：“当我们验证RENGE的准确性时，我们获得的结果在人类iPS细胞的模拟数据和测量表达数据方面都优于现有方法。”

使用RENGE最大限度地利用基因敲除获得的信息，该团队可以确定一个包含103个表达人类多能性基因的基因调控网络，这与几十年来分子生物学研究积累的结果高度一致

“然而，美妙之处在于，我们仅从一个RENGE实验中就可以获得相同的结果。此外，我们发现，在这个调节网络中调节相同靶基因的转录因子往往以蛋白质复合物的形式发挥作用，其中一种可能是多能性的关键因素，”Ishikawa阐述道

该方法固有的多功能性允许估计iPS细胞以外的各种其他生命系统中的调节网络

“RENGE可能会激发新技术，例如生产具有特定功能的人工操纵细胞，”Ishikawa说道