Карта скарбів для розуміння епігенетичних причин захворювань

Через майже 20 років після того, як вчені вперше нанесли на карту людський геном, більшість хвороб все ще не може бути передбачена на основі генів, що спонукає вчених досліджувати епігенетичні причини захворювання.

Але до вивчення епігенетики не можна підходити так само, як до генетики, тому прогрес був повільним. Тепер вчені з Дослідницького центру USDA/ARS при Медичному коледжі Бейлора визначили унікальну частину геному, на якій повинні зосередитися фахівці. Їх звіт, який надає «карту скарбів» для прискорення досліджень в області епігенетики і хвороб людини, був опублікований в журналі «Геномна біологія».

Епігенетика - це система молекулярного маркування ДНК - вона також повідомляє різним клітинам тіла, які гени включити або вимкнути в цьому типі клітин. Але клітинно-специфічна природа епігенетики ускладнює вивчення. У той час як зразок крові можна використовувати для «генотипування» індивідуума, більшість епігенетичних міток у ДНК крові не дають жодних підказок про епігенетичну дисрегуляцію в інших частинах тіла, таких як мозок або серце.

Доктор Роберт Вот^ і його команда визначили спеціальні області геному, де зразок крові може використовуватися для визначення епігенетичної регуляції у всьому організмі, що дозволяє вченим перевірити епігенетичні причини захворювання.

Для цього вони сфокусувалися на найбільш стабільній формі епігенетичної регуляції - метилування ДНК. Це додавання метильних груп до молекули ДНК відбувається в зародковому стані і може вплинути на здоров'я на все життя.

Щоб ідентифікувати області геному, в яких метилювання ДНК у різних людей різне, але однаково для різних тканин, вони профілювали метилювання ДНК по всьому геному в трьох тканинах (щитовидна заліза, серце і мозок).

«Оскільки кожна з цих тканин представляє окремий шар раннього ембріона, ми по суті повертаємося назад у часі до подій, які сталися під час раннього ембріонального розвитку», - сказав Уот^. "Щоб відобразити метилування ДНК, ми перетворили інформацію про метилування на генетичний сигнал, а потім секвенували геноми. Наш атлас вимагав величезної кількості даних секвенування - в 370 разів більше, ніж було використано для першої карти геному людини в 2001 році ".

Майже 10000 областей, які дослідники намітили, називаються корельованими областями системної міжіндуальної мінливості (CoRSIV), становлять раніше невизнаний рівень молекулярної індивідуальності у людей.

«Недавні дослідження вже показують, що метилування в цих регіонах пов'язане з цілою низкою захворювань людини, включаючи ожиріння, рак, аутизм, хворобу Альцгеймера і так далі», - сказав доктор Крістіан Коарфа, доцент кафедри молекулярної і клітинної біології.

Вчені вважає, що отримані результати перетворюють вивчення епігенетики і хвороб, оскільки дослідники тепер будуть знати, де шукати геном.

«Оскільки епігенетичне маркування володіє здатністю стабільно» мовчати «або стабільно активувати гени, будь-яке захворювання, що має генетичну основу, може також мати епігенетичну основу», - сказав Роберт Уот^. "У нас є неймовірний потенціал для розуміння процесів хвороби з епігенетичної точки зору. CoRSIVs - це шлях до цього ".