Sergančių vaikų ligoninės (SickKids) mokslininkai atskleidė anksčiau nepastebėtą genetinės variacijos sluoksnį, kuris galėtų padėti paaiškinti, kodėl žmonės skirtingai patiria ligas ir kodėl kai kurie gydymo būdai yra geresni tam tikroms populiacijoms.
Tandeminiai pasikartojimai yra pasikartojančios DNR grandinės dalys, kurios sudaro apie septynis procentus žmogaus genomo. Tikimybė, kad šie tandeminiai pasikartojimai sukelia genų funkcijos klaidas, didėja kiekvieną kartą, kai jie kartojasi, ir žinoma, kad jie sukelia tokias ligas kaip Hantingtono liga ir yra susijusios su daugeliu kitų, įskaitant autizmo spektro sutrikimą, šizofreniją ir kardiomiopatiją.
Dabar „SickKids“ vadovaujamas tyrimas yra pirmasis, parodantis, kad be tandemo kartojimo trukmės, subtilūs trumpų tandemų pakartojimų (STR) sudėties pokyčiai taip pat gali turėti didelės įtakos genų veikimui.
Paskelbta m Genomo biologijatyrimo grupė išanalizavo daugiau nei 3000 bendrosios populiacijos asmenų genominius duomenis ir nustatė, kad maždaug septyni procentai STR žmogaus genome rodo sekos sudėties skirtumus.
„Šie STR sudėties pokyčiai nėra reti, jie yra įprasta žmogaus genetinės įvairovės dalis. Tai nauja genetinės variacijos dimensija, kuri slepiasi akyse”, – sako tyrimo vadovas dr. Ryanas Yuenas, Genetikos ir genomo biologijos programos vyresnysis mokslininkas.
STR yra glaudžiai susiję su smegenų vystymusi ir funkcija
Be to, kad apibūdino STR paplitimą bendroje populiacijoje, tyrimo grupė padarė keletą kitų išvadų, kurios gali būti naudingos būsimiems tyrimams ir tiksliam terapiniam vystymuisi, remiant Precision Child Health, SickKids judėjimą, skirtą individualizuoti kiekvieno paciento priežiūrą.
Pirma, jie atrado, kad kintamieji STR dažnai yra šalia Alu elementų, pasikartojančių DNR sekų, kurių funkcija vis dar gana nežinoma. Šie STR dažniau atsiranda genų, susijusių su smegenų vystymusi ir funkcija, sandūroje.
„Pastebėjome aiškius modelius, tokius kaip šie įvairūs pasikartojimai, atsirandantys genuose, susijusiuose su neurologine raida ir smegenų funkcija“, – sako daktaras Sasha Mitina, Yuen laboratorijos mokslinis bendradarbis ir pirmasis tyrimo autorius. „Šių variacijų paveikti genai yra susiję su kritiniais biologiniais procesais ir gali padėti paaiškinti individualius sveikatos ir ligų skirtumus.”
Tyrimas taip pat nustatė skirtingus STR kintamumo skirtingose etninėse grupėse modelius, o tyrimo grupės nuomone, tai gali padėti mokslininkams geriau numatyti ligų riziką ir pritaikyti gydymą skirtingoms populiacijoms ateityje.
Nauja genetinės variacijos dimensija
Dauguma įrankių ir algoritmų žiūri tik į tandemo pakartojimų trukmę. Naudodama Yueno sukurtą algoritmą ir „SickKids“ taikomosios genomikos centro (TCAG) patirtį, komanda sugebėjo aptikti kartojimo dydį ir sudėtį, net ir turėdama trumpai nuskaitomus sekos duomenis.
„Mūsų požiūris leidžia pamatyti tiek dydį, tiek sekos sudėtį“, – sako Yuenas. „Mes vis dar tik subraižome paviršių, tačiau šiuose regionuose gali būti atsakymų į kai kuriuos mūsų genomo nežinomus dalykus ir galimi būsimų ligų tyrimų tikslai.
Kadangi ilgai skaitoma seka tampa vis dažnesnė, mokslininkai tikisi atskleisti dar daugiau paslėptų variacijų ir naujų įžvalgų apie neurologinio vystymosi sąlygas, galiausiai informuodami apie klinikinės genomikos ateitį.