在人类单个细胞的微观边界内，蛋白质和DNA束的复杂折叠和排列决定了一个人的命运:哪些基因被表达，哪香港近期重大新闻 些被抑制，以及——重要的是——它们是保持健康还是患病。
尽管这些束对人类健康有潜在的求a网站影响，但科学对基因组在细胞核中如何折叠以及如何影响基因表达方式知之甚少。但卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)计算生物学系的一个团队开发的一种新算法，为以前所未有的分辨率说明这一过程提供了一个强大的工具。
这种被称为Higashi的算法基于超图表示学习——机器学习的一种形式，可以在应用程序中推荐音乐，并进行3D物体识别。
计算机科学学院博士生张若驰(Ruochi Zhang)与博士生周天明(Tianming Zhou)和计算生物学Ray and Stephanie Lane教授马建(Jian Ma)共同领导了该项目。张以一种传统的日本甜食命名为Higashi，延续了他从自己开发的其他算法开始的传统。
“他的研究充满激情，但有时也带着幽默感，”马军说。
他们的研究发表在《自然生物技术》杂志上，是一个多机构研究中心的一部分，旨在更好地理解细胞核的三维结构，以及这种结构的变化如何影响健康和疾病中的细胞功能。这个耗资1000万美元的中心由美国国立卫生研究院资助，由CMU领导，Ma是它的首席研究员。
该算法是第一个在超图上使用复杂神经网络来提供单个细胞基因组组织的高清分析的工具。普通图将两个顶点连接到一个交点(也就是一条边)，超图将多个顶点连接到这条边。
百度66影视染色体是由一种叫做染色质的dna 舟山网联- rna -蛋白质复合体组成的，染色质会折叠并排列自己以适应细胞核。这一过程通海尔洗衣机服务电话过将每个成分的功能元素更紧密地结合在一起，从而影响基因的表达方式，使它们能够激活或抑制特定的遗传特征。
Higashi算法与一种名为单细胞Hi-C的新兴技术合作，这种技术可以创建单细胞中同时发生的染色质相互作用的快照。Higashi提供了一个更详细的分析染色质的组织在单细胞的复杂组织和生物过程，以及如何相互作用不同的细胞。这种分析可以让科学家看到细胞之间染色质折叠和组织的详细变化，包括那些可能很微妙，但对识别健康影响很重要的变化。
“基因组组织的多样性对基因表达和细胞状态有很强的影响，”马说。
Higashi算法还允许科学家同时分析与单细胞Hi-C共同分析的其他基因组信号。最终，这一功能将使Higashi的能力得到扩展，这是及时的，因为Ma希望通过他的中心所属的NIH 4D核组计划等项目，在未来几年看到单细胞数据的预期增长。这种数据流将为设计更多的算法创造更多的机会，这些算法将推进对人类基因组在细胞内如何组织以及其在健康和疾病中的功能的科学理解。
“这是一个快速发展的领域，”马云说。“实验技术正在迅速发展，计算技术也在迅速发展。”