Kaedah Baharu Memudahkan Carian Untuk Perubahan Genetik Yang Berkaitan Dengan Penyakit

2023 Pengarang: Bailey Leapman | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-09-16 18:54

St. Louis, 4 Januari 2005 - Kini jauh lebih mudah untuk mencari DNA yang panjang untuk perubahan genetik yang berkaitan dengan penyakit, terima kasih kepada saintis di Washington University School of Medicine di St. Louis.

Para penyelidik membangunkan kaedah yang dipanggil pemilihan genomik langsung yang mempercepatkan peralihan antara keluarga atau kajian berasaskan populasi tentang corak pewarisan penyakit dan pengenalpastian variasi genetik yang mungkin menyumbang kepada penyakit. Peralihan itu biasanya menjadi perlahan secara mendadak apabila saintis perlu menyusun kawasan yang diminati dalam DNA pesakit, menentukan kod genetik huruf demi huruf yang terdapat di kawasan tersebut.

Dengan urutan asas daripada banyak DNA pesakit, saintis boleh menjalankan perbandingan yang menyerlahkan perubahan yang paling kerap dikaitkan dengan penyakit, memberikan mereka petunjuk yang mereka perlukan untuk lebih memahami dan merawat pelbagai gangguan.

Penyelidik melaporkan dalam edisi Januari Nature Methods bahawa mereka telah menggunakan pemilihan genomik langsung pada kawasan DNA yang dikaitkan dengan psoriasis, keadaan kulit yang diwarisi yang mencacatkan dan berpotensi melemahkan.

"Kami dengan cepat menemui 100 variasi genetik yang tidak dikenal pasti sebelum ini dengan potensi pautan kepada psoriasis, " kata pengarang kanan Michael Lovett, Ph. D., profesor genetik dan pediatrik. "Ia benar-benar cara yang lebih cepat dan berpatutan untuk mendapatkan jenis variasi ini dan berpotensi untuk digunakan dalam bidang lain termasuk penyelidikan kanser."

Lovett sedang bekerjasama dengan rakan sekerja di Pusat Penjujukan Genom (GSC) di Sekolah Perubatan Universiti Washington untuk menyediakan pilihan genom langsung kepada kumpulan penyelidik yang lebih luas. Pendekatan ini akan memperkasakan lagi inisiatif BioMed 21 Universiti, yang khusus untuk memanfaatkan kajian genetik dan penyelidikan asas lain untuk diagnosis dan rawatan pesakit yang lebih baik.

"Ini adalah kejayaan besar teknologi," kata Mark Johnston, Ph. D., profesor dan pengerusi Jabatan Genetik. "Ia jelas merupakan teknologi pemboleh yang membolehkan kami mengekstrak kawasan yang diminati daripada DNA setiap individu dan menyusunnya."

Pemilihan genomik langsung menjawab keperluan yang semakin meningkat untuk apa yang dipanggil oleh pakar genetik penjujukan semula - penjujukan rantau genetik yang sama dalam banyak individu.

Saintis mengukur DNA dengan unit kod individunya, yang dikenali sebagai pasangan asas. Teknologi penjujukan DNA automatik semasa boleh memproses kepingan DNA sepanjang 700 hingga 1, 000 pasangan asas, tetapi kajian pewarisan boleh membuatkan penyelidik mencari perubahan dalam segmen DNA ratusan kali lebih lama.

Para saintis dahulunya hanya mempunyai dua pilihan yang tidak menarik untuk memintas jurang ini dan menyusun kawasan yang begitu besar. Satu, yang mengeluarkan semula keseluruhan genom pesakit, boleh mengambil masa sehingga setahun, menelan belanja puluhan ribu dolar dan membuang kebanyakan bahan genetik yang dihasilkan. Yang lain menggunakan proses yang lebih memfokuskan secara langsung pada kawasan yang diminati dalam DNA pesakit tetapi meninggalkan bahan genetik dalam keadaan yang memerlukan masa dan usaha yang cukup untuk menyediakannya untuk penjujukan.

Pemilihan genom langsung kedua-duanya menyorotkan kawasan yang diminati dan menghasilkan bahan genetik dalam bentuk yang boleh disediakan dengan mudah untuk sistem penjujukan automatik, menurut Lovett.

Pemilihan genomik langsung membuat apa yang Lovett panggil "pancing" daripada bahan genetik yang dihasilkan dan diselenggara oleh Projek Genom Manusia. Untuk projek itu, penyelidik membahagikan genom manusia kepada banyak bahagian dan menyalin bahagian tersebut ke dalam kromosom buatan bakteria (BAC), struktur yang mereka tanamkan dalam bakteria untuk memudahkan pembiakan DNA.

Para saintis yang berminat dengan rantau tertentu genom manusia kini boleh memesan BAC rantau itu daripada projek genom dan menggunakan prosedur Lovett untuk mengubah suai BAC dengan cangkuk biokimia, yang memungkinkan untuk menangkap kawasan yang sepadan dari DNA pesakit untuk penjujukan.

Lovett juga membangunkan pengubahsuaian kepada langkah-langkah yang digunakan untuk menyediakan DNA pesakit. Langkah-langkah memastikan bahawa bahan yang dijerat oleh pancing boleh disediakan dengan mudah untuk penjujukan.

"Cabarannya sekarang ialah kita mempunyai banyak gen penyakit yang bukan faktor semua-atau-tiada - ia boleh dikaitkan dengan peningkatan risiko penyakit, tetapi tidak menjamin perkembangan penyakit itu, " jelas Lovett. "Dalam sesetengah keadaan sedemikian, terdapat kebimbangan bahawa satu lagi gen atau sedikit kod genetik yang terletak di suatu tempat berdekatan, di kawasan anggaran yang sama, mungkin dapat menerangkan dengan lebih lengkap perkara yang berlaku dalam penyakit ini."

Pemilihan genomik langsung juga seharusnya membantu penyelidikan kanser, menurut Lovett.

"Dalam banyak kes kanser, kami tahu terdapat perubahan dalam DNA sel kanser - pemadaman, penambahan atau penggantian," kata Lovett. "Kami menghadapi kesukaran besar dalam mengecilkan perbezaan itu, tetapi pemilihan genom langsung boleh membantu saintis masuk, merebut kawasan DNA yang sesuai, menyusunnya dan mula mempelajari apa yang berlaku."

Bashiards S, Veile R, Helms C, Mardis ER, Bowcock AM, Lovett M. Pemilihan genom langsung: Mengatasi halangan teknikal dalam mengenal pasti variasi dan mutasi dalam kawasan genomik yang besar. Kaedah Alam Semula Jadi, Januari 2005.

Pembiayaan daripada Institut Kesihatan Nasional menyokong penyelidikan ini.

Pakar perubatan fakulti sukarela dan sepenuh masa Sekolah Perubatan Washington University juga merupakan kakitangan perubatan hospital Barnes-Jewish dan St. Louis Children. Sekolah Perubatan ialah salah satu institusi penyelidikan perubatan, pengajaran dan penjagaan pesakit terkemuka di negara ini, yang kini menduduki tempat kedua di negara ini oleh Berita A. S. & Laporan Dunia. Melalui gabungannya dengan hospital Barnes-Jewish dan St. Louis Children, School of Medicine dikaitkan dengan BJC He althcare.