Анализируя геномные данные более 30 000 человек, международная группа ученых выявила тысячи новых регуляторных регионов, которые контролируют гены, связанные с заболеваниями, - ресурс, который теперь доступен исследователям во всем мире.
Результаты, проведенные совместно с Институтом медицинских исследований Гарвана и опубликованные сегодня в журнале Nature Genetics , являются значительным шагом вперед в области точной медицины, основанной на геномике, и могут помочь определить маркеры, которые позволят выявить, какие пациенты от какого лечения больше всего выиграют.
«В этом исследовании мы представили совершенно новый взгляд на генетическую регуляцию, открыв глубокую картину того, как гены и болезнь связаны друг с другом. Это наиболее полный анализ того, как генетические вариации человека влияют на экспрессию генов на сегодняшний день», - говорит соавтор. старший автор Доцент Джозеф Пауэлл, директор Центра клеточной геномики Гарвана-Вейцмана и заместитель директора Института будущего клеточной геномики UNSW.
«Наше открытие дает исследователям совершенно новый взгляд на интересующие их гены и поможет определить приоритеты генов, которые могут иметь большее значение для терапевтического вмешательства. Это также может привести нас к лучшим маркерам для отслеживания прогрессирования заболевания и эффективности лекарств», - говорит соавтор. - старший автор, профессор Люд Франке из Университетского медицинского центра Гронингена, Нидерланды.
Новое понимание активности генов
Чтобы изучить, как генетические вариации человека влияют на наш риск заболевания, исследователи часто проводят исследования ассоциаций на уровне всего генома , которые сканируют геномы пациентов и ищут генетические варианты, чаще связанные с конкретным заболеванием.
Но интерпретировать эти результаты непросто - вместо того, чтобы напрямую вызывать болезнь, многие генетические варианты регулируют активность генов, влияя на то, сколько белка вырабатывается. Выявив эти регуляторные области, известные как локусы количественных признаков экспрессии (eQTL), исследователи могут лучше понять, какие гены напрямую влияют на риск заболевания, а какие могут быть нацелены на точное лечение.
(LR) Хосе Алькисира-Эрнандес, доктор Сейхан Язар, доцент Джозеф Пауэлл. Предоставлено: Институт медицинских исследований Гарвана.
В этом исследовании исследователи использовали специализированные алгоритмы машинного обучения для анализа геномных данных из образцов крови 31 684 человека.
«Благодаря статистической мощности этого большого набора данных мы смогли выявить новые регуляторные области в геноме человека», - говорит доцент Пауэлл. «Вместо того, чтобы просто каталогизировать соседние участки регуляторных генов (известные как цис- eQTL), мы смогли выявить гены, которые модулировали активность более отдаленных генов (известных как транс- eQTL)».
Из миллионов исследованных генов исследователи обнаружили не только то, что 88% генов обладают эффектом cis -eQTL, но и что 32% генов также обладают эффектом trans -eQTL на более отдаленных участках генома, более половины из которых они могут назначают на биологическое воздействие, например при сердечно-сосудистых и иммунных заболеваниях.
Выявление новых геномных связей с болезнями
«Хотя очевидно, что генетические варианты почти всегда являются первопричиной заболевания, механизм, с помощью которого они влияют на болезнь, гораздо менее ясен. Например, хотя конкретное состояние может быть связано с сотнями генетических вариантов, подавляющее большинство способствует заболеванию. регулируя активность генов » , - говорит доцент Пауэлл.
«Понимание того, на каких генах « сходится »это регулирование, будет неоценимо для определения целей для новых потенциальных лекарств. Если фармацевтическая компания разработает терапию, нацеленную на определенную молекулу, наш ресурс может помочь определить, как регулируется ее экспрессия, и если генетический фон разные пациенты, вероятно, повлияют на его эффективность », - добавляет он. «Мы обнаружили совершенно новый уровень геномной информации, обеспечивающий более глубокое понимание биологии и болезней».
