英國科學家利用貝葉斯原理詮釋細胞信號網絡

　　繁復的細胞信號網絡的解析一直是困擾生物學界的一個難題，眾多的傳導路徑往往使研究人員無從入手，給具體實驗研究帶來極大困擾。而英國格拉斯哥大學研究人員最近證實，通過貝葉斯統計模型，不僅能對細胞信號通路模型進行評級，遴選出最優的傳導路徑，還可對細胞信號網絡模型進行全新的詮釋。這一代表了細胞信號領域突破性進展的研究成果作為封面文章發表在近期出版的《科學—信號傳導》雜志上。

　　細胞信號傳導通路即是一個典型的多因子、多參數、相互調節的立體空間網絡。雖然科學家已經可以在具體實驗數據的基礎上建立細胞信號傳導模型，但現階段依然很難確定細胞是以怎樣的網絡進行傳導的，而要對所有模型進行檢測則只存在理論的可行性，在具體實踐中是不可能實現的。

　　最近，英國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，研究人員在現有實驗數據的基礎上，通過復雜的計算來對不同模型進行評價，以得到最優模型，并通過具體實驗對模型進行驗證，而所得的新數據又可以用于優化模型。經過幾次循環后即可得到最接近真實的細胞信號傳導空間結構。

　　為了驗證該方法的準確性，研究人員選擇了現代生物學中被研究得最為深入的表皮生長因子（EGF）——細胞外信號調節激酶（ERK）傳導通路作為驗證目標。通過對兩個細胞系及11個因子的介入，在進行了168次獨立檢測后，他們建立了四個表皮生長因子——細胞外信號調節激酶傳導模型，并用貝葉斯推斷法找到了最有可能的“雙通道通路”，其推斷可信度達到了99.997%。而這一推斷隨后得到了核糖核酸（RNA）干涉實驗的證實。

　　研究人員還同時推測出，細胞內兩個重要激酶RAF-1和B-RAF可以在異源雙體的狀態下激活細胞外信號調節激酶，而這一推斷再一次得到的RNA干涉實驗的證實。

　　該科學論文的第一作者、格拉斯哥大學生物醫學和生命科學學院的徐天瑞（音譯）博士指出，這一研究成果不僅解決了困擾生物學界多年的表皮生長因子——細胞外信號激酶激活方式的爭議，而且也證實了貝葉斯推斷法的高保真性和指導性，它對RAF-1和B-RAF異源雙體激活細胞外信號傳導激酶的預測是普通生物學實驗設計難以完成的。

　　徐天瑞表示，貝葉斯推斷法的成功運用表明，生物信息學和實驗生物學相結合，不僅可以極大地節省人力物力，還可以提供實驗生物學難以提供的信息，這對研究細胞信號通路的實驗設計具有普遍的指導意義，預示著未來的細胞信號通路研究將進入一個新的時代。