KO
Keiichiro Ono
Author with expertise in Analysis of Gene Interaction Networks
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(100% Open Access)
Cited by:
9,404
h-index:
22
/
i10-index:
32
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Functional genomic screen for modulators of ciliogenesis and cilium length

Joon Kim et al.Apr 1, 2010
Primary cilia are tiny hair-like structures expressed on the surface of eukaryotic cells. They participate in a wide range of biological processes such as sensing the extracellular environment to regulating numerous signalling pathways during development. Ciliary dysfunction has been linked to a group of human disorders known as ciliopathies. This study presents a functional genomic screen using RNA interference (RNAi) to identify human genes involved in control of ciliogenesis. Several positive and negative modulators of ciliogenesis with broad ranging functions were identified. Development of specific inhibitors that target key proteins may provide novel strategies to treat ciliopathies. Primary cilia are tiny hair-like structures expressed on the surface of eukaryotic cells. They participate in a range of processes, such as sensing the extracellular environment and regulating signalling pathways during development. Here, a functional genomic screen is presented that used RNA interference to identify human genes involved in controlling ciliogenesis. Several positive and negative ciliogenesis modulators with broad-ranging functions were found. Primary cilia are evolutionarily conserved cellular organelles that organize diverse signalling pathways1,2. Defects in the formation or function of primary cilia are associated with a spectrum of human diseases and developmental abnormalities3. Genetic screens in model organisms have discovered core machineries of cilium assembly and maintenance4. However, regulatory molecules that coordinate the biogenesis of primary cilia with other cellular processes, including cytoskeletal organization, vesicle trafficking and cell–cell adhesion, remain to be identified. Here we report the results of a functional genomic screen using RNA interference (RNAi) to identify human genes involved in ciliogenesis control. The screen identified 36 positive and 13 negative ciliogenesis modulators, which include molecules involved in actin dynamics and vesicle trafficking. Further investigation demonstrated that blocking actin assembly facilitates ciliogenesis by stabilizing the pericentrosomal preciliary compartment (PPC), a previously uncharacterized compact vesiculotubular structure storing transmembrane proteins destined for cilia during the early phase of ciliogenesis. The PPC was labelled by recycling endosome markers. Moreover, knockdown of modulators that are involved in the endocytic recycling pathway affected the formation of the PPC as well as ciliogenesis. Our results uncover a critical regulatory step that couples actin dynamics and endocytic recycling with ciliogenesis, and also provides potential target molecules for future study.
0
Citation502
0
Save
0

Using deep learning to model the hierarchical structure and function of a cell

Jianzhu Ma et al.Mar 5, 2018
Embedding a deep-learning model in the known structure of cellular systems yields DCell, a ‘visible’ neural network that can be used to mechanistically interpret genotype–phenotype relationships. Although artificial neural networks are powerful classifiers, their internal structures are hard to interpret. In the life sciences, extensive knowledge of cell biology provides an opportunity to design visible neural networks (VNNs) that couple the model's inner workings to those of real systems. Here we develop DCell, a VNN embedded in the hierarchical structure of 2,526 subsystems comprising a eukaryotic cell ( http://d-cell.ucsd.edu/ ). Trained on several million genotypes, DCell simulates cellular growth nearly as accurately as laboratory observations. During simulation, genotypes induce patterns of subsystem activities, enabling in silico investigations of the molecular mechanisms underlying genotype–phenotype associations. These mechanisms can be validated, and many are unexpected; some are governed by Boolean logic. Cumulatively, 80% of the importance for growth prediction is captured by 484 subsystems (21%), reflecting the emergence of a complex phenotype. DCell provides a foundation for decoding the genetics of disease, drug resistance and synthetic life.
0
Citation352
0
Save
19

NDEx IQuery: a multi-method network gene set analysis leveraging the Network Data Exchange

Rudolf Pillich et al.Oct 25, 2022
Abstract Motivation The investigation of sets of genes using biological pathways is a common task for researchers and is supported by a wide variety of software tools. This type of analysis generates hypotheses about the biological processes active or modulated in a specific experimental context. Results The NDEx Integrated Query (IQuery) is a new tool for network and pathway-based gene set interpretation that complements or extends existing resources. It combines novel sources of pathways, integration with Cytoscape, and the ability to store and share analysis results. The IQuery web application performs multiple gene set analyses based on diverse pathways and networks stored in NDEx. These include curated pathways from WikiPathways and SIGNOR, published pathway figures from the last 27 years, machine-assembled networks using the INDRA system, and the new NCI-PID v2.0, an updated version of the popular NCI Pathway Interaction Database. IQuery’s integration with MSigDB and cBioPortal now provides pathway analysis in the context of these two resources. Availability and Implementation IQuery is available at https://www.ndexbio.org/iquery and is implemented in Javascript and Java. Contact Dexter Pratt ( depratt@health.ucsd.edu )