Ученые разрабатывают метод выявления типов клеток, наиболее подверженных генетическим изменениям

Ученые разрабатывают метод выявления типов клеток, наиболее подверженных генетическим изменениям
На этом электронно-компьютерном изображении, полученном с помощью компьютера, показаны хроматиновые цепи, взаимодействующие и складывающиеся в ядре клетки. Новая методика медицины Джона Хопкинса использует это свертывание, чтобы определить, какие клетки мозга наиболее восприимчивы к наследственным генетическим вариантам, связанным с шизофренией. Предоставлено: Институт Солка и Национальный институт биомедицинской визуализации и биоинженерии.

Ученые из Johns Hopkins Medicine обнаружили типы клеток в мозге, которые наиболее восприимчивы к наследственным генетическим вариантам, связанным с шизофренией. В результате их работа выявляет краткий список вариантов, которые наиболее вероятно влияют на риск заболевания.

Подробная информация об анализе ученых, опубликованном 17 апреля 2020 года в Genome Research, сравнила генетические исследования человека с данными о том, как ДНК складывается в клетках мыши, включая разнообразные клетки мозга.

«В основе каждой распространенной болезни лежит главный генетический компонент», — говорит Эндрю МакКаллион, доктор наук, профессор генетической медицины в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса. «Изучение геномов в разных популяциях людей помогает нам найти генетические ориентиры, которые связаны с болезнью, но они часто не дают нам биологического понимания, которое точно определяет клетки, в которых эта вариация влияет на риск заболевания».

Например, говорит МакКаллион, функциональная область варианта гена может действовать по-другому в печени, чем в клетке мозга.

Для исследования МакКаллион и докторская степень Пол Хук стремились найти конкретные типы клеток в мозге, которые показывают наибольшее количество доказательств того, что они подвержены наследственным изменениям в геноме, связанном с шизофренией. Чтобы найти генетические варианты среди человеческих популяций, ученые традиционно используют данные о генетической последовательности ДНК или химическом коде, который формирует нашу ДНК. Однако другая информация о нашей ДНК, такая как, какие гены включены или выключены и как ДНК свернута в разных клетках, показывает закономерности, которые могут пролить свет на то, на какие типы клеток чаще всего влияют генетические изменения при заболеваниях. Эти различия могут иметь значение для наследования риска для состояния, такого как шизофрения или нет.

Одна из основных проблем генетических исследований человека заключается в том, что даже когда ученые связывают область генома с риском заболевания, в этом месте могут быть десятки или даже сотни вариантов. Маккаллион и его лаборатория ищут способы систематического использования биологических данных для уточнения этих длинных списков.

Информация о том, как свернута ДНК, упакованная белками в виде хроматина, может сказать ученым, какие области генома могут активировать гены в разных клетках в любой момент времени. Открытие строгих ограничений хроматина позволяет критическим белкам получить доступ к ДНК-кодированным генным переключателям, чтобы начать процесс производства белков. Тем не менее, большая часть данных о свертывании хроматина у людей получена из образцов клеток, которые легко доступны.

Для изучения неврологических расстройств трудно получить образцы очищенных клеток, глубоко внедренные в мозг, что затрудняет ученым прогресс в понимании происхождения болезней. МакКаллион говорит, что ученые недавно показали, что клетки мозга мыши часто используют те же самые генные переключатели, что и у людей.

В качестве доказательства принципа МакКаллион и Хук сравнили закономерности среди 25 наборов данных о свертывании хроматина в широком диапазоне клеток мозга мыши с 64 исследованиями человеческих признаков и связанных с ними генетических вариаций. Их исследование структуры сворачивания хроматина у мышей выявило подмножество типов клеток, в которых более 170 областей человеческого генома были связаны с повышенным риском развития шизофрении.

Затем исследователи изучили 25 наборов данных клеток мыши, чтобы найти закономерности свертывания хроматина среди шести типов клеток мозга, которые, по-видимому, очень важны для возникновения шизофрении.

Просматривая слой за слоем среди клеток в коре головного мозга, они обнаружили наибольшее сходство между генетическими вариантами и укладкой хроматина в слоях четвертого и пятого.

МакКаллион и Хук также определили краткий список из 281 варианта (сокращено с 62 000), которые, скорее всего, увеличат риск шизофрении и должны быть изучены дополнительно.

Данные подтверждают другие исследования генома, определяющие кору головного мозга как важную для биологических основ шизофрении, отмечает МакКаллион, но их работа идет дальше, затрагивая точные затронутые клеточные слои и предсказывая, какие варианты влияют на риск.

«Использование данных о хроматине у мышей наряду с исследованиями вариаций генома человека может быть важной моделью для выявления клеточных популяций, наиболее подверженных генетическим вариациям», — говорит он.

В конце концов, полученные результаты могут помочь ученым составить точные карты воздействия болезни, говорит МакКаллион, и разработать методы лечения, которые более конкретно нацелены на клетки в этих местах ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *