Statistical Analysis of Radiation-Induced Dynamics of Cancer Cell Transcriptome Using Dna-Microarray Data

Abstract

учебный корпус, ВМКАннотация. В работе проведён анализ данных ДНК-микрочипов по радиационно-индуцированной динамике транскриптома раковых клеток линии HCT116 с нормальным и мутантным геном ТР53. Транскриптом анализировался через 1, 12 и 24 часа после облучения с использованием микроматрицы Affymetrix серии HGU133А. Получено, что вероятностные характеристики разностей экспрессии существенно зависят от интенсивностей базового уровня, причем для абсолютных разностей эта зависимость нелинейная. Эффект учтён в рамках алгоритма «огибающая шума» на этапах фильтрации, кластеризации и группировки генов. Судить об эффективности применяемых в работе процедур обработки данных ДНК-микрочипов можно по результатам иерархической кластеризации и метода групповых средних. Для генов, прошедших процедуру фильтрации, построены дендрограммы, на основе которых проведено предварительное сравнение динамики ключевых сигнальных путей, связанных с программируемой клеточной смертью и репарацией ДНК. Ключевые слова: ДНК-микроматрица, экспрессия генов, иерархическая кластеризация, метод групповых средних. ВВЕДЕНИЕВ работе анализируются данные по радиационно-индуцированной динамике транскриптома раковых клеток на примере линии HCT116. Данные получены с помощью технологии ДНК-микроматриц [1][2][3][4][5][6][7][8]. Как известно, ДНК-микрочип представляет собой нанесённые на подложку в определенном порядке фрагменты одноцепочечных ДНК. Эти синтетические молекулы выступают в роли зондов. Меченные флуоресцентным красителем комплементарные цепи ДНК из исследуемого образца гибридизуются с зондами. Важнейшим шагом в анализе данных ДНК-микрочипов является расчёт уровня экспрессии генов по интенсивности свечения проб на чипе. Как известно, на интенсивность свечения проб влияет множество факторов. Избавление от эффектов технической вариации (связанной с выделением образцов, окрашиванием и гибридизацией) и ошибок измерения подразумевается на этапе предобработки данных ДНК-микроматриц. Предобработка подразумевает три последовательных стадии: фоновую поправку, нормализацию и суммаризацию.