マルチオミクスとは、さまざまな種類の生物学的データを同時に分析することを指し、多くの場合「オミクス データ」と呼ばれます。複数のタイプのオミックスデータを一緒に活用することで、科学者は、単層の「オミクスアプローチ」だけでは得られない、生物学的システムのより全体的な視点を得ることができます。その目標は、ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオミクス、メタボロミクス、その他の情報層の統合を通じて、体のさまざまなシステムすべてがどのように連携して機能するかを理解することです。
マルチオミクスにおけるゲノミクス
ゲノミクスでは、遺伝子や遺伝的変異を含む、細胞内のゲノムまたは DNA の完全なセットを検査します。ゲノム分析は、種、個体群の多様性、遺伝形質などの生物の安定した特性に関する情報を提供します。グローバル マルチオミクス研究では、ゲノム内のタンパク質をコードする遺伝子やその他の機能要素をマッピングすることにより、(https://www.coherentmarketinsights.com/industry-reports/global-multiomics-market
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ゲノム データが基礎を確立します。病気のリスク、薬物反応、その他の表現型に関連する遺伝的変異を明らかにすることができます。ゲノムデータを他のオミクスレイヤーと組み合わせることで、遺伝的変異が分子的および臨床的転帰にどのように影響するかについてより深い洞察が得られます。
トランスクリプトミクスの融合
ゲノムは静的ですが、細胞内の遺伝子発現レベルは動的であり、状況に依存します。トランスクリプトミクスは、特定の時点での細胞内のトランスクリプトーム、または mRNA と非コード RNA を含む RNA 転写物の完全なセットを分析します。これは、特定の条件下でどの遺伝子が活発に転写されているかのスナップショットを提供します。マルチオミクスでは、トランスクリプトーム データは、外部刺激と内部要因が遺伝子活性をどのように調節するかを示します。ゲノミクスと併せて、DNA から RNA、タンパク質に至る一連の分子事象の解明に役立ちます。トランスクリプトームの変化を表現型に関連付けることで、健康と病気の分子メカニズムの理解が深まります。
プロテオミクスの全体像の一部
タンパク質は、生物学的機能を実行する主要なプレーヤーです。プロテオミクス研究では、細胞、組織、または体液における翻訳後修飾、相互作用、相対存在量などのプロテオームまたはタンパク質の補体全体を調査します。マルチオミクス研究では、プロテオミクスプロファイリングにより、遺伝子および転写の変化が機能タンパク質レベルでどのように現れるかを明らかにします。疾患バイオマーカー候補と創薬標的を特定できます。プロテオミクスを他のオミクス層と統合すると、システムの観点から複雑な生物学的経路のより完全なビューが提供されます。
メタボロミクスがデータを完成させる
小分子代謝産物は、さまざまな代謝プロセスの最終生成物です。メタボロミクスは、生体サンプル中のメタボロームまたは集合的な代謝産物を分析します。環境の影響や遺伝/遺伝子発現の変動が代謝出力にどのような影響を与えるかを明らかにします。その中で、メタボロミクスプロファイリングは、栄養素、薬物、生体分子の生合成/分解の間の動的な生化学的相互作用を描写します。他のオミクスと同様に、生理学的および病理学的状態における代謝の再プログラミングについての理解が深まります。全体として、メタボロミクスは、DNA から RNA、タンパク質、代謝エンドポイントに至るループを閉じます。
生物学的層にわたる統合的分析
その威力は、複数のオミクス データセットを一緒にモデリングおよび分析することにあります。統合的なアプローチにより、遺伝子から転写物、タンパク質、代謝物に至る生物学的層にわたる変化の相関関係が可能になります。統計的およびネットワークベースの計算手法を適用して、異なるオミクス変数間の重要な関連性、因果関係、および相乗効果を特定します。解剖学的、臨床、環境曝露データを組み合わせることで、研究から得られる経路とネットワークの推論がさらに強化されます。分析の進歩により、健康、治療反応、疾患に関わる複雑でマルチスケールの生物学的システムと経路のより堅牢なモデリングが可能になります。
マルチオミクスの応用と期待
マルチオミクス研究は、さまざまな疾患の分子基盤を明らかにしています。例えば、がん患者からのゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム、メタボロームデータの統合分析により、腫瘍の不均一性についての理解が深まり、標的療法に対するサブタイプ特有の脆弱性が明らかになりました。また、DNA 変異とその下流の機能的影響を相関させることにより、希少疾患の診断も改善しています。薬理学では、薬物反応の個人間のばらつきをより適切に予測できるようになります。また、多層分子シグネチャーに基づく標的の同定と検証を支援することで、新薬の開発も促進します。全体として、病態生理学的状態の包括的な特性評価と最適で個別化された治療アプローチを通じて、精密医療を加速することが期待されています。
課題
それは多くの機会をもたらしますが、その応用には課題もあります。さまざまなテクノロジーを使用して生成された多様なオミクス データセットを統合するには、調和、正規化、クロスプラットフォーム マイニングが必要です。
結論
マルチオミクスは、個々のオミクスだけでは提供できない生物学的システムのシステムレベルの視点を可能にします。多層のオミクスデータを統合することで、健康、病気、薬物治療の反応に関与する分子機構、経路、ネットワークの理解が深まります。分子シグネチャに基づいた病態生理学的状態の包括的な特性評価、診断、標的化を通じて、精密医療を進歩させることが期待されています。技術的な課題は残っていますが、分析の進歩と組み合わされた進行中の研究は、健康と病気における遺伝子からタンパク質、代謝物に至る人体内の複雑さを解明するのに役立っています。
グローバル マルチオミクスについてさらに洞察を得る(
| https://fortunetelleroracle.com/lifestyle/multiomics-revolutionizes-our-understanding-of-life-sciences-975883 |
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