Остеопороза: Нови алати помажу у утврђивању потенцијалних гена ризика
Комбинација моћних алата помогла је научницима да идентификују два нова гена која би својим ефектом на густину костију могла допринети остеопорози. Налаз би могао довести до бољих третмана болести слабљења костију.
Студија, коју су спровели истраживачи из Дечје болнице у Филаделфији (ЦХОП) у Пенсилванији, наглашава важност разумевања 3Д географије генома у лоцирању гена који узрокују болест.
Тим истиче да идентификовање ДНК варијанти или разлика које стоје иза болести није нужно довољно за лоцирање гена који узрокују болест. На пример, варијанте могу бити покретачи гена у другим деловима генома.
У раду који је сада у часопису Натуре Цоммуницатионс, истраживачи описују како су истраживали 3Д географију ДНК у ћелијама које формирају кости како би пронашли гене који би могли утицати на минералну густину костију.
Они сугеришу да би њихове методе могле да помогну и у проучавању других генетских стања, укључујући дечије болести.
„Географија генома није линеарна“, каже доцент др Струан Ф. А. Грант, који је директор Центра за просторну и функционалну геномику при ЦХОП.
„Будући да је ДНК савијена у хромозоме“, објашњава он, „делови генома могу доћи у физички контакт, омогућавајући кључне биолошке интеракције које утичу на експресију гена. Због тога проучавамо тродимензионалну структуру генома. "
Остеопороза и геном
Остеопороза је болест која прогресивно слаби кости и повећава ризик од прелома, посебно у зглобу, кичми и куку.
Коштано ткиво је живо и непрестано додаје нову кост и уклања стару кост. У детињству, процес фаворизује стварање новог ткива, омогућавајући костима да расту и јачају.
Међутим, како људи старе, формирање кости достиже врхунац, а затим све више заостаје за уклањањем костију, што резултира тиме да кости постају све мање густе и све слабије.
Национални институт за здравље (НИХ) процењује да у Сједињеним Државама има више од 53 милиона људи који већ имају остеопорозу или су у великом ризику да је развију због ниске минералне густине костију.
Научници су распетљали људски геном пре више од 10 година. Од тада су многа истраживања удруживања широм генома (ГВАС) идентификовала варијанте или секвенце градивних блокова у ДНК, које су чешће код људи са одређеним болестима.
У свом студијском раду др Грант и његове колеге наводе да остеопороза има „суштинску генетску компоненту“.
Међутим, они даље објашњавају да иако су ГВАС открили ДНК варијанте које су „робусно повезане са минералном густином костију“, то није исто као проналажење гена који заправо контролишу процес формирања костију.
3Д „мапирање варијанте у ген“
Дакле, сврха њихове студије била је да користе локације добијене од ГВАС локација варијанти минералне густине костију у 3Д резолуцији „мапирање варијанте у ген“ високе резолуције у људским остеобластима, који су ћелије које стварају нову кост.
Ова вежба је укључивала анализу 3Д географије чврсто савијене и упаковане ДНК унутар хромозома. Користећи посебну технику „просторне геномике“, тим је успео да мапира „интеракције широм генома“ између варијанти минералне густине костију изведених из ГВАС-а и остатка генома.
Радећи ово, приметили су „конзистентне контакте“ са потенцијалним узрочним генима са око 17 процената од 273 локације добијене од ГВАС минералне густине костију које су истраживали.
То је довело до идентификације два нова гена са потенцијалном „узрочном улогом“ у остеопорози: ИНГ3 и ЕПДР1. Тим је потврдио снажну улогу гена демонстрирајући да њихово утишавање зауставља остеобласте у формирању нове кости.
Истраживачи примећују да поред њих може бити и више „узрочних гена“. Међутим, они такође истичу да варијанта која води до ИНГ3 снажно се односи на густину кости у зглобу, која је најчешће „место прелома код деце“.
Предлажу да се даље проучавају биолошки путеви који укључују ИНГ3 може довести до нових третмана за јачање костију и спречавање прелома.
Он и његов тим већ раде са другим групама у ЦХОП-у и другим институцијама на стварању варијанти-гена „атласа“ за друге типове ћелија. Они би се требали показати корисним за развој нових третмана за многе болести, укључујући „дечији рак, дијабетес и лупус“, каже др. Грант.
„Идентификовали смо два нова гена која утичу на ћелије које формирају кости релевантне за преломе и остеопорозу. Даље, методе истраживања које смо користили могу се шире применити на друге болести са генетском компонентом. “
Струан Ф. А. Грант Пх.Д.
