Osteoporozė: naujos priemonės padeda nustatyti galimus rizikos genus
Galingų įrankių derinys padėjo mokslininkams nustatyti du naujus genus, kurie galėtų prisidėti prie osteoporozės per jų poveikį kaulų tankiui. Šis atradimas gali padėti geriau gydyti kaulus silpninančią ligą.
Filadelfijos vaikų ligoninės (CHOP) Pensilvanijoje mokslininkų atliktas tyrimas pabrėžia, kad svarbu suprasti 3D genomo geografiją nustatant ligas sukeliančius genus.
Komanda atkreipia dėmesį, kad norint nustatyti genus, sukeliančius ligą, nebūtina nustatyti ligų nulemtų DNR variantų ar skirtumų. Pavyzdžiui, variantai gali sukelti genus kitose genomo dalyse.
Straipsnyje, kuris dabar yra žurnale Gamtos komunikacijos, tyrėjai apibūdina, kaip jie ištyrė DNR 3D geografiją kaulus formuojančiose ląstelėse, kad surastų genus, kurie galėtų turėti įtakos kaulų mineralų tankiui.
Jie teigia, kad jų metodai taip pat galėtų padėti tirti kitas genetines sąlygas, įskaitant vaikų ligas.
"Genomo geografija nėra linijinė", - sako vienas iš vyresnių tyrimų autorių Struan F. A. Grant Ph.D., kuris yra CHOP erdvinės ir funkcinės genomikos centro direktorius.
„Kadangi DNR yra sulankstyta į chromosomas, - aiškina jis, - genomo dalys gali liestis su fiziniu sąlyga, įgalindamos pagrindines biologines sąveikas, turinčias įtakos geno ekspresijai. Štai kodėl mes tiriame trimatę genomo struktūrą “.
Osteoporozė ir genomas
Osteoporozė yra liga, kuri palaipsniui silpnina kaulus ir didina lūžių riziką, ypač riešo, stuburo ir klubų srityje.
Kaulinis audinys yra gyvas, nuolat pridedamas naujas kaulas ir pašalinamas senas kaulas. Vaikystėje procesas skatina naujo audinio susidarymą, leidžiant kaulams augti ir sustiprėti.
Tačiau žmonėms senstant kaulų formavimasis būna didžiausias ir vėliau atsilieka nuo kaulų šalinimo, todėl kaulai tampa vis tankesni ir silpnesni.
Nacionaliniai sveikatos institutai (NIH) apskaičiavo, kad Jungtinėse Valstijose yra daugiau nei 53 milijonai žmonių, kurie jau serga osteoporoze arba kuriems yra didelė rizika susirgti dėl mažo kaulų mineralų tankio.
Mokslininkai žmogaus genomą atskleidė daugiau nei prieš 10 metų. Nuo to laiko daugybėje genomo asociacijos tyrimų (GWAS) buvo nustatyti variantai arba DNR statybinių blokų sekos, dažniau pasitaikančios žmonėms, sergantiems tam tikromis ligomis.
Tyrime dr. Grantas ir jo kolegos teigia, kad osteoporozė turi „esminį genetinį komponentą“.
Tačiau jie toliau aiškina, kad nors GWAS atskleidė DNR variantus, kurie „tvirtai susiję su kaulų mineralų tankiu“, tai nėra tas pats, kas rasti genus, kurie iš tikrųjų kontroliuoja kaulų formavimo procesą.
3D „atvaizdavimas iš varianto į geną“
Taigi, jų tyrimo tikslas buvo panaudoti GWAS gautas kaulų mineralų tankio variantų vietas atliekant didelės skiriamosios gebos 3D 3D „variantas į geną atvaizdavimas“ pratimus žmogaus osteoblastuose, kurie yra ląstelės, kurios sukuria naują kaulą.
Šiame pratime buvo analizuojama sandariai sulankstytos ir supakuotos DNR 3D geografija chromosomose. Naudodama specialią „erdvinės genomikos“ techniką, komanda sugebėjo atvaizduoti „viso genomo sąveiką“ tarp GWAS gautų kaulų mineralų tankio variantų ir likusio genomo.
Tai atlikdami jie pastebėjo „nuoseklų kontaktą“ su potencialiais priežastiniais genais iš maždaug 17 procentų iš 273 GWAS gautų kaulų mineralų tankio vietų, kurias jie tyrė.
Tai leido nustatyti du naujus genus, turinčius galimą „priežastinį vaidmenį“ osteoporozėje: ING3 ir EPDR1. Komanda patvirtino stiprų genų vaidmenį parodydama, kad juos nutildžius, osteoblastai nebesudaro naujo kaulo.
Tyrėjai pažymi, kad be jų gali būti ir daugiau „priežastinių genų“. Tačiau jie taip pat pabrėžia, kad variantas, su kuriuo susieta ING3 glaudžiai susijęs su riešo kaulo tankiu, kuris yra dažniausia „vaikų lūžio vieta“.
Jie siūlo atlikti tolesnius biologinių būdų, susijusių su ING3 gali paskatinti naujus kaulų stiprinimo ir lūžių prevencijos metodus.
Jis ir jo komanda jau dirba su kitomis CHOP grupėmis ir kitomis institucijomis, kurdami skirtingų tipų ląstelių „atlasus“ iš genų. Tai turėtų būti naudinga kuriant naujus daugelio ligų gydymo būdus, įskaitant „vaikų vėžį, diabetą ir vilkligę“, sako dr. Grantas.
„Mes nustatėme du naujus genus, kurie veikia kaulus formuojančias ląsteles, susijusias su lūžiais ir osteoporoze. Be to, mūsų naudojami tyrimo metodai galėtų būti plačiau taikomi kitoms ligoms, turinčioms genetinį komponentą “.
Struan F. A. Grant Ph.D.
