Mapping and analysis of human disease network map (diseasome) on mouse genotype & phenotype data

Abstract

Fare, memeli genetiğini çalışmak için kullanılan temel model organizmadır. İnsangenomundaki mutasyonları çalışmak ve kanser, diyabet, kalıtsal ve sinirsel birçokkompleks insan hastalığının mekanizmasını anlamak için, memeli genetiğinde temelbir organizma olan fare genomu isabetli ve spesifik olarak değiştirilebilir ve kontroledilebilir olarak kullanılmaktadır. Metabolik fonksiyonları ve hastalıkları,organizmalar üzerindeki fenotipik yansımalarını da hesaba katarak anlamak içinbirçok ontoloji sistemi yapılandırılmıştır. Memeli sistemleri için fenotipleme özelliğinitanımlamak amaçlı standartlaştırılmış birçok terimi barındıran Memeli FenotipiOntolojisi (MPO) bu özelleşmiş veri bankalarından biridir ve farede anormalfenotiplerle sonuçlanan nakavt çalışmalarını yürütmek, fenotipik terimleri tanımlamak için standartlaştırılmış tanımlar üretir. Önceki bir çalışmada biyolojik haritalamalar,kompleks hastalıklar arasındaki ilişkileri ve bu hastalıklardan sorumlu olan genleri vekendi aralarındaki ilişkileri çalışmak amaçlı dizayn edilmişlerdir. Bu tez, insanhastalıklarının ve nakavt fare çalışmalarından elde edilmiş fenotipik anormalliklerinçok parçalı ağlarını üreterek, insan hastalık ağını, fare fenotipi ve genotipi veri setininüzerine haritalamayı amaçlamaktadır. Sonuç olarak elde edilecek olan haritalamalar,araştırma dünyasına çevrimiçi bir platform olarak sunulmuştur. Bu çalışmanın, insanhastalıkları üzerine gerçekleştirilmekte olan deneysel araştırmalarda uygun nakavt faremodellerinin seçilmesine yardımcı olması beklenmektedir. Ayrıca, hastalıklar vefenotipik terimler arası yapılan bu haritalamanın, tıbbi teşhis ve tedavileringeliştirilmesi amacıyla yapılan ontolojik çalışmalara katkıda bulunmasıbeklenmektedir.Anahtar Sözcükler: İnsan hastalıkları, hastalık fenotipleri, fare nakavt genleri,biyolojik ağlar.

Mouse is the primary model organism to study mammalian genetics. The genome ofmouse is incisively and specifically modified and controlled to study the mutations inthe human genome, to discover the molecular mechanisms of various complex humandiseases such as cancers, diabetes, hereditary and neurological disorders. Variousontology systems have been constructed to express metabolic functions and diseasesas controlled vocabulary terms. This way, abstract definitions such as gene functions,diseases or phenotypes become machine readable and quantifiable data. MammalianPhenotype Ontology (MPO) is one of these databases that generates standardizedterms to define phenotyping textures in mammals by carrying out gene knock outexperiments in mice, which was followed by the observation of abnormal phenotypes. In a previous study, biological networks were designed to analyse the relationshipsbetween complex human diseases and the genes responsible for the occurrence of thosediseases. Human disease network focused on 22 different disease classes and broughtinsight to the complex relations between different disease classes. This study aims tomap the human disease network onto the mouse genotype/phenotype data bygenerating multi-partite networks of human diseases – human/mouse genes –phenotypic abnormalities observed in targeted knock-out-mouse models. The resultingnetworks are presented to the research community in an online interactive platform.The output of this work is expected to aid experimental researchers to select theappropriate targeted knock-out mouse models to study a specific human disease.Furthermore, the mappings between disease and phenotype terms is expected to enrichthe ongoing efforts to curate specific symptoms and effects of diseases to improvemedical diagnosis.Keywords: Human diseases, abnormal phenotypes, mouse knock out genes, biologicalnetworks