Tyrėjai iš Šiaurės Karolinos valstijos universiteto sukūrė masyvą, kuris įvertina genų, esančių žmogaus genomo atspaudų kontrolės regionuose (ICR), metilinimo lygius. Masyvas yra ekonomiškas, efektyvus metodas, leidžiantis ištirti galimus ryšius tarp aplinkos poveikio ir epigenetinio disreguliacijos ankstyvosiose ligų ir elgesio sutrikimų vystymosi stadijose.
ICR reguliuoja įspaustų genų ekspresiją – genų, kuriuose aktyvi tik viena tėvinė geno kopija, o kita kopija nutildoma vystymosi pradžioje. Įspausti genai yra ypač svarbūs epidemiologams, genetikams ir toksikologams, tyrinėjantiems aplinkos poveikio ir ligų sąsajas, nes metilinimo žymės, kontroliuojančios jų raišką, yra jautrios aplinkos poveikiui.
Šios DNR metilinimo modifikacijos gali būti stabilios per visą paveikto asmens gyvenimą ir netgi gali būti perduodamos jų vaikams. Tai ypač domina epigenetika, kuri yra paveldimų genų ekspresijos pokyčių tyrimas, kai nėra DNR sekos pokyčių.
„Metilinimas – nesvarbu, ar genas „išjungtas“, ar „įjungtas“ – yra lengviausias dalykas, į kurį galima žiūrėti tiriant epigenetinius efektus“, – sako Cathrine Hoyo, NC valstijos biologijos mokslų profesorė ir bendraautorė. . „Tai yra taškas, leidžiantis išsiaiškinti ryšį tarp aplinkos ir genų ekspresijos.”
Nors genų ekspresijai tirti egzistuoja metilinimo matricos, dažniausiai naudojamose nėra ICR specifinių zondų. Vietoj to, mokslininkai, besidomintys įspaustu genų reguliavimu, turi sekvenuoti visą tiriamojo genomą, o tai yra brangu, atima daug laiko ir nepraktiška atliekant didelių populiacijų tyrimus.
Naujajame masyve yra 22 000 fluorescencinių zondų, būdingų 1 000 iš žinomų 1 488 ICR žmogaus genome. Zondai yra trumpos DNR sekos, nukreipiančios į specifines šių ICR metilinimo vietas, o alternatyvūs zondai suriša metilintas ir nemetilintas versijas. Alternatyvūs kiekvienos tikslinės vietos zondai turi skirtingus fluorescencinius signalus, kad būtų galima išmatuoti santykinį kiekvieno prijungto zondo kiekį, o kiekvienos vietos metilinimo lygis nustatomas pagal konkrečių zondų santykį.
Kaip koncepcijos įrodymą, tyrimo grupė panaudojo Alzheimerio liga sergančių pacientų DNR, kad palygintų ICR metilinimo duomenis iš masyvo duomenų su metilinimo rezultatais, gautais atliekant viso genomo sekos nustatymą, ir nustatė reikšmingą koreliaciją tarp dviejų metodų. Labiausiai klinikinio taikymo rezultatai buvo gauti po vienos savaitės, palyginti su mėnesiais, kurių reikia norint interpretuoti visus genomus.
„Dideliuose tyrimuose turime tikrinti dalyvius“, – sako Hoyo. „Jei tyrime dalyvauja 1000 žmonių, tiesiog neįmanoma laiku ir ekonomiškai atlikti tiek daug pilnų genominių sekų. Tai ypač švaistoma, kai pagalvoji, kad mus domina tik 22 000 vietų iš milijonų. genome.
„Šis masyvas atlieka atranką už mus – ji žiūri tik į dominančias vietas ir leidžia sutelkti laiką ir energiją pilnai sekos nustatymui tik tada, kai to reikia. Iš esmės ji atsijoja kviečius nuo pelų, kad galėtume sutelkti dėmesį tik į ICR, kurie gali būti įtrauktas į ligą“.
Kūrinys pasirodo Epigenetikos komunikacijos. Kiti bendraautoriai yra pirmoji autorė Natalia Carreras-Gallo, Varunas B. Dwaraka ir Tavis L. Mendez iš TruDiagnostic; Dereje D. Jima, David A. Skaar, Antonio Planchart ir Randy L. Jirtle iš NC valstybinio universiteto; ir Wanding Zhou iš Pensilvanijos universiteto.