Составляют исчерпывающий атлас генных мутаций в тканях человека

Прочитано: 91 раз(а)


Исследователи создали крупнейший из когда-либо собранных атлас постзиготических мутаций генома в здоровых тканях человека — научное достижение, которое может открыть новые возможности для диагностики и лечения генетических заболеваний. Это самый большой из когда-либо взятых образцов тканей и доноров.

Исследование, проведенное учеными из Орегонского университета здоровья и науки, опубликовано в журнале Science .

Разработка указывает путь к пониманию генетических основ заболеваний, связанных с раком, а также бесчисленных состояний, вызванных клеточным сбоем, включая старение. Атлас может быть полезен для диагностики заболеваний и потенциально полезен для обращения вспять генетических мутаций , вызывающих заболевания.

«Если вы говорите о генетических изменениях, лежащих в основе болезней, то сейчас существует множество технологий, которые позволяют нам вносить изменения в геном», — сказал старший автор Дон Конрад, доктор философии, доцент OHSU. Медицинский факультет, который руководит отделом генетики в Орегонском национальном центре исследований приматов. «Возможно, удастся изменить те мутации, которые мы приобрели из-за невезения или вредных привычек, и вернуть их к тому, что было раньше».

Окно в клеточные мутации

Исследователи создали атлас, используя 54 типа тканей и клеток , собранных после смерти 948 человек, которые пожертвовали свои тела для программы экспрессии генотипа и ткани Национального института здравоохранения.

Каждый человек начинается как отдельная клетка в момент зачатия, несущая план ДНК в ядре этой первой оплодотворенной клетки. Используя эти исходные инструкции ДНК, клетка делится и воспроизводится в обширные группы клеток, которые образуют отдельные ткани, выполняющие уникальные функции в организме. В любой момент средний человек состоит примерно из 30 триллионов клеток; в течение жизни один и тот же человек производит квадриллионы клеток.

Со временем отдельная клетка повреждается снова и снова. В некоторых случаях они ремонтируют себя тысячи раз в день.

«Время от времени клетка совершает ошибку во время восстановления ДНК или пропускает одну — и это изменение распространяется», — сказал Конрад. «Наша работа дает нам представление о том, что эти изменения происходят в разных органах и тканях и в разные периоды нашей жизни».

Эта ситуация, известная как соматический мозаицизм, является результатом мутации клеток по сравнению с исходным планом ДНК.

Создание атласа

До сих пор генетические исследования , изучающие мутации, возникающие постзиготически или после оплодотворения, обычно проводились в биоптатах раковых тканей, таких как меланомы кожи и опухоли легких, или в легкодоступных тканях, таких как кровь.

Новый атлас открывает поле для исследований мутаций, происходящих в течение жизни.

«Переход от одиночной клетки к ребенку — это замечательный процесс», — сказала ведущий автор Николь Роквейлер, доктор философии, ранее работавшая в лаборатории Конрада в OHSU и Вашингтонском университете в Сент-Луисе, а теперь занимающая постдокторскую степень в Институте Броуда. Массачусетского технологического института и Гарвардского университета. «Когда вы добавляете слои мутаций, происходящих в такой важной части нашей жизни, удивительно, что мы можем выйти довольно хорошо в конце нашего периода беременности».

Чтобы создать новый атлас, исследователи разработали вычислительный метод, использующий объемное секвенирование РНК, чтобы охарактеризовать мутации в огромном каталоге образцов тканей по всему телу. Они смогли проследить точку, в которой произошли мутации, сопоставив их с «древом развития», проиндексировав их по тканям и среди многих людей.

Они обнаружили, что многие мутации возникают систематически и в некоторой степени предсказуемо по мере старения людей, хотя примерно 10% мутаций оказались результатом чего-то присущего человеку, будь то гены или окружающая среда.

Они обнаружили, что большинство обнаруживаемых мутаций произошло в более позднем возрасте, хотя многие произошли до рождения.

«Мы узнали, что некоторые ткани, такие как пищевод и печень, получают много мутаций, тогда как другие ткани, такие как мозг, получают меньше мутаций», — пишет Роквейлер в сообщении на веб-сайте Conrad Lab, описывающем исследование. «Это имело смысл для нас, потому что пищевод и печень подвергаются воздействию многих токсинов окружающей среды; здесь клетки должны передавать сообщение в шумной среде. Малое количество мутаций в мозге также имеет смысл, потому что мозг в основном состоит из клеток, которые не повторяй».

Составляют исчерпывающий атлас генных мутаций в тканях человека



Новости партнеров