Remiantis nauju EMBL ir Max Delbrück centro tyrimu, sveikų žmonių kraujo kamieninės ląstelės turi didelių chromosomų pakitimų, o tai rodo, kad mes visi esame genetinės mozaikos.
Tyrime, kurį vadovavo Janas Korbelis iš Europos molekulinės biologijos laboratorijos (EMBL) ir Ashley Sanders iš Berlyno medicinos sistemų biologijos instituto Max Delbrück centre (MDC-BIMSB), mokslininkai nustatė, kad maždaug viena iš 40 žmogaus kaulų čiulpų ląstelių. gali turėti didžiulių chromosomų pakitimų – pavyzdžiui, kopijų skaičiaus variacijų ir chromosomų pertvarkymų – nesukeliant jokios akivaizdžios ligos ar anomalijos.
Be to, vyresnių nei 60 metų žmonių ląstelių mėginiuose buvo daugiau ląstelių su tokiais genomo pakitimais, o tai rodo anksčiau nenustatytą mechanizmą, galintį prisidėti prie su senėjimu susijusių ligų. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Gamtos genetika.
„Tyrimas pabrėžia, kad mes visi esame mozaikos“, – sakė Korbelis, Genomo biologijos skyriaus vyresnysis mokslininkas ir EMBL Heidelbergo duomenų mokslo vadovas. „Net ir vadinamosios normalios ląstelės turi įvairiausių genetinių mutacijų. Galiausiai tai reiškia, kad tarp atskirų mūsų kūno ląstelių yra daugiau genetinių skirtumų nei tarp skirtingų žmonių.”
Korbelis ir Sandersas, Max Delbrück centro grupės vadovas, tiria, kaip genetinė struktūrinė variacija – didelių žmogaus genomo dalių ištrynimai, dubliavimasis, inversijos ir perkėlimai – prisideda prie ligos vystymosi.
Vėžio srityje gerai žinoma, kad dėl genetinių mutacijų ląstelės gali nekontroliuojamai augti ir sukelti naviko susidarymą, paaiškino Sandersas. „Taikome panašias koncepcijas, kad suprastume, kaip vystosi ne vėžinės ligos“, – pridūrė ji.
Atradimą įgalino vienos ląstelės sekos nustatymo technologija, vadinama Strand-seq – unikali DNR sekos nustatymo technika, galinti atskleisti subtilias atskirų ląstelių genomų detales, kurias per sunku aptikti kitais metodais. Sandersas yra šios technologijos kūrimo pradininkas. Vykdydama doktorantūros studijas, ji padėjo sukurti Strand-seq protokolą, kurį vėliau patobulino su kolegomis dirbdama Korbelio laboratorijoje doktorantūroje.
„Strand-seq“ leidžia tyrėjams aptikti struktūrinius variantus atskirose ląstelėse tiksliau ir tiksliau, nei leidžia bet kuri kita sekos nustatymo technologija, sakė Sandersas. Ši technologija suteikė visiškai naują genetinių mutacijų supratimą ir dabar plačiai naudojama genomams apibūdinti ir padėti išvadoms paversti klinikinius tyrimus.
„Tiesiog pripažįstame, kad, priešingai nei mokėmės vadovėliuose, kiekvienoje mūsų kūno ląstelėje nėra tos pačios DNR“, – sakė ji.
Genetinis mozaikizmas yra dažnas
Šis tyrimas yra pirmas kartas, kai kas nors panaudojo Strand-seq technologiją, tirdamas sveikų žmonių DNR mutacijas. Tyrėjai įtraukė įvairių amžiaus grupių – nuo naujagimių iki 92 metų – biologinius mėginius ir 84 % tyrimo dalyvių nustatė kaulų čiulpuose esančių kraujo kamieninių ląstelių mutacijas, o tai rodo, kad didelės genetinės mutacijos. yra labai dažni.
„Tiesiog nuostabu, kiek mūsų genomuose yra nevienalytiškumo, kuris iki šiol nebuvo aptiktas“, – sakė Sandersas. „Ką tai reiškia, kaip apibrėžiame normalų žmogaus senėjimą ir kaip tai gali paveikti mūsų susergamų ligų rūšis, yra tikrai svarbus šios srities klausimas.
Tyrimas taip pat parodė, kad vyresniems nei 60 metų žmonėms kaulų čiulpų ląstelės, turinčios genetinius pakitimus, buvo gausesnės, o specifinių genetinių variantų arba subklonų populiacijos buvo dažnesnės nei kitose. Dažnas šių subklonų buvimas rodo galimą ryšį su senėjimu.
Tačiau nežinoma, ar mechanizmai, neleidžiantys subklonams daugintis, senstant sugenda, ar pats subklonų išplitimas prisideda prie senėjimo ligų, nėra žinoma, sakė Korbel. „Ateityje mūsų vienos ląstelės tyrimai turėtų suteikti mums aiškesnių įžvalgų apie tai, kaip šios anksčiau nepastebėtos mutacijos veikia mūsų sveikatą ir gali prisidėti prie mūsų senėjimo.