繁復(fù)的細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的解析一直是困擾生物學(xué)界的一個(gè)難題，眾多的傳導(dǎo)路徑往往使研究人員無(wú)從入手，給具體實(shí)驗(yàn)研究帶來(lái)極大困擾。而英國(guó)格拉斯哥大學(xué)研究人員zui近證實(shí)，通過(guò)貝葉斯統(tǒng)計(jì)模型，不僅能對(duì)細(xì)胞信號(hào)通路模型進(jìn)行評(píng)級(jí)，選出*的傳導(dǎo)路徑，還可對(duì)細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行全新的詮釋。這一代表了細(xì)胞信號(hào)領(lǐng)域突破性進(jìn)展的研究成果作為封面文章發(fā)表在近期出版的《科學(xué)—信號(hào)傳導(dǎo)》雜志上。

細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路即是一個(gè)典型的多因子、多參數(shù)、相互調(diào)節(jié)的立體空間網(wǎng)絡(luò)。雖然科學(xué)家已經(jīng)可以在具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)模型，但現(xiàn)階段依然很難確定細(xì)胞是以怎樣的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳導(dǎo)的，而要對(duì)所有模型進(jìn)行檢測(cè)則只存在理論的可行性，在具體實(shí)踐中是不可能實(shí)現(xiàn)的。

zui近，英國(guó)的研究人員采用貝葉斯推斷法解決了這一難題。利用該方法，研究人員在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算來(lái)對(duì)不同模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，以得到*模型，并通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，而所得的新數(shù)據(jù)又可以用于優(yōu)化模型。經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)后即可得到zui接近真實(shí)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)空間結(jié)構(gòu)。

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，研究人員選擇了現(xiàn)代生物學(xué)中被研究得zui為深入的表皮生長(zhǎng)因子（EGF）——細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）傳導(dǎo)通路作為驗(yàn)證目標(biāo)。通過(guò)對(duì)兩個(gè)細(xì)胞系及11個(gè)因子的介入，在進(jìn)行了168次獨(dú)立檢測(cè)后，他們建立了四個(gè)表皮生長(zhǎng)因子——細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶?jìng)鲗?dǎo)模型，并用貝葉斯推斷法找到了zui有可能的“雙通道通路”，其推斷可信度達(dá)到了99.997%。而這一推斷隨后得到了核糖核酸（RNA）干涉實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。

研究人員還同時(shí)推測(cè)出，細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)重要激酶RAF-1和B-RAF可以在異源雙體的狀態(tài)下激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶，而這一推斷再一次得到的RNA干涉實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。

該科學(xué)論文的*作者、格拉斯哥大學(xué)生物醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)學(xué)院的徐天瑞博士指出，這一研究成果不僅解決了困擾生物學(xué)界多年的表皮生長(zhǎng)因子——細(xì)胞外信號(hào)激酶激活方式的爭(zhēng)議，而且也證實(shí)了貝葉斯推斷法的高保真性和指導(dǎo)性，它對(duì)RAF-1和B-RAF異源雙體激活細(xì)胞外信號(hào)傳導(dǎo)激酶的預(yù)測(cè)是普通生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難以完成的。

徐天瑞表示，貝葉斯推斷法的成功運(yùn)用表明，生物信息學(xué)和實(shí)驗(yàn)生物學(xué)相結(jié)合，不僅可以極大地節(jié)省人力物力，還可以提供實(shí)驗(yàn)生物學(xué)難以提供的信息，這對(duì)研究細(xì)胞信號(hào)通路的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有普遍的指導(dǎo)意義，預(yù)示著未來(lái)的細(xì)胞信號(hào)通路研究將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。