Hirosimos universiteto tyrimų grupė sukūrė analizės vamzdyną, kad nustatytų nepanaudotus konkrečios ligos genus pagal penkias duomenų bazes, kuriose pateikiamos genų ir ligų asociacijos. Jie naudojo savo vamzdyną oksidaciniam stresui ir su juo susijusiai ligai, Parkinsono ligai, tirti kaip atvejo tyrimą.
Jų rezultatai buvo paskelbti žurnale npj Parkinsono liga 2024 metų rugpjūčio 17 d.
Mokslininkai gali pasiekti su žmogaus ligomis susijusių genų duomenis per duomenų bazes, tokias kaip „Open Targets Platform“, „DisGeNET“, „miRTex“, „RNADisease“ ir „PubChem“. Tačiau šiose duomenų bazėse trūksta kai kurių duomenų įrašų dėl kuravimo klaidų, paklaidų ir teksto gavybos klaidų. Be trūkstamų įrašų, dėl išsamių žmonių ligų tyrimų, iškilo iššūkių registruojant išsamius duomenis.
Mokslininkai pripažįsta, kad esminių duomenų trūkumas duomenų bazėse neigiamai veikia dalijimąsi žiniomis, todėl reikia spręsti šią problemą. Taigi, tyrimo grupė pasiūlė analizės vamzdyną, kad ištirtų trūkstamus nepanaudotų genų įrašus su žmogaus ligomis susijusių genų duomenų bazėse.
„Pasiūlėme metodą, kaip ištirti naujus kandidatus genus, susijusius su oksidaciniu stresu, susijusiu su ligomis, naudodamiesi viešomis duomenų bazėmis”, – sakė Hirosimos universiteto Genomo informatikos laboratorijos ir Bio-DX laboratorijos profesorius Hidemasa Bono. Jų metodas yra padalintas į tris pagrindines dalis.
1 dalyje jie nustatė genus, kurie reaguoja ir į Parkinsono ligą, ir į oksidacinį stresą, analizuodami genų ekspresijos duomenis ir remdamiesi transkripto asociacijos tyrimo rezultatais.
2 dalyje jie pasiekė kelias viešas duomenų bazes, kuriose archyvuojamas ryšys tarp genų ir ligų, susiaurinant iki genų, apie kuriuos nebuvo pranešta apie Parkinsono ligą.
3 dalyje jie patikslino atranką į tuos genus, kurie buvo laikomi svarbesniais, peržiūrėdami genų ekspresijos ir transkripto masto asociacijos tyrimo duomenis.
„Šiame tyrime, naudodami oksidacinį stresą ir su juo susijusią ligą, Parkinsono ligą, kaip atvejo tyrimą, siekėme ištirti metodus, kaip nustatyti nepakankamai ištirtus genus, kurie taip pat turi mokslinę vertę“, – sakė Bono.
Jų analizė atskleidė du nepanaudotus genus: branduolinį baltymą 1 (NUPR1) ir panašų į ubikvitiną su PHD ir bevardžio piršto domenais 2 (UHRF2). Šis dujotiekis leis mokslininkams nustatyti nepakankamai atstovaujamus su liga susijusius genus ir lengviau pasiekti galimus su liga susijusius funkcinius genus.
Ieškodami Parkinsono ligos su oksidaciniu stresu genų, mokslininkai naudojo savo vamzdyną, kad išfiltruotų 62 226 genus iki 168 genų, kurie parodė genų ekspresijos disreguliavimą tiek Parkinsono ligos, tiek oksidacinio streso kontekste. Tada jie suskirstė 168 genus į nesusietus su Parkinsono liga ir su Parkinsono liga susijusius genus, remdamiesi esamais įrodymais, kad jie yra susiję su Parkinsono liga.
Tyrėjai dar labiau susiaurino su Parkinsono liga nesusijusius genus iki 12 nepanaudotų kandidatų genų. Rankiniu būdu atlikę šių 12 genų paiešką, jie nustatė, kad NUPR1 ir UHRF2 yra nepanaudoti genai, kurių nebuvo dabartinėse genų ligų asociacijų duomenų bazėse.
Tyrėjai atkreipia dėmesį į keletą priežasčių, kodėl genų duomenų bazėse gali trūkti įrašų. Gali būti, kad duomenų bazės neseniai nebuvo atnaujintos.
Antroji trūkstamų įrašų priežastis gali būti teksto gavybos ištraukimo gedimai. Trečioji galima priežastis yra ta, kad kai kurios duomenų bazės remiasi ekspertų rankiniu būdu įvedant naujus duomenis, todėl gali atsirasti žmogiškųjų klaidų ar šališkumo.
Tačiau naujai sukurtas analitinis vamzdynas, skirtas nepanaudotiems genams nustatyti, sušvelnina šiuos duomenų bazių apribojimus.
12 genų, kuriuos mokslininkai nustatė šiame tyrime, reaguoja ir į Parkinsono ligą, ir į oksidacinį stresą. Parkinsono ligos tyrimų srityje jie nebuvo plačiai ištirti. Šie genai gali padėti mokslininkams geriau suprasti oksidacinio streso ir Parkinsono ligos mechanizmus. Genai taip pat gali būti naudingi kuriant naujus gydymo metodus.
„Be to, šiame tyrime pasiūlytas metodas gali būti taikomas siekiant susiaurinti kandidatų genus, susijusius su oksidaciniu stresu ir kitomis susijusiomis ligomis. Tikimasi, kad tai prisidės prie oksidacinio streso ir įvairių ligų tyrimų pažangos”, – sakė Bono.
Tyrimo grupėje yra Takayuki Suzuki iš Hirosimos universiteto ir Hidemasa Bono iš Hirosimos universiteto ir Informacijos ir sistemų tyrimų organizacijos (RIOS).