Istraživači su kreirali najveći atlas postzigotskih genomskih mutacija u zdravom ljudskom tkivu ikada sastavljeni – naučni napredak koji bi mogao da otključa nove puteve za dijagnostiku i lečenje genetskih bolesti. To je najveći ikada u smislu kombinovanog broja tkiva i broja uzorkovanih donora.
Studija, koju su predvodili istraživači sa Univerziteta za zdravlje i nauku u Oregonu, objavljena je u časopisu Science.
Razvoj ukazuje na put ka razumevanju genetskih osnova bolesti povezanih sa rakom, kao i bezbrojnih stanja uzrokovanih ćelijskim kvarom, uključujući starenje. Atlas bi mogao biti koristan u dijagnostici zdravstvenih stanja i potencijalno koristan u preokretanju genetskih mutacija koje uzrokuju bolest.
„Ako govorite o genetskim promenama koje su osnova bolesti, sada postoji širok spektar tehnologija koje nam omogućavaju da izvršimo promene u genomu“, rekao je stariji autor Don Konrad, doktor nauka, vanredni profesor na OHSU-u. Medicinski fakultet koji rukovodi Odeljenjem za genetiku u Nacionalnom istraživačkom centru za primate u Oregonu. „Možda je moguće promeniti te mutacije koje smo stekli zbog loše sreće ili loših navika i vratiti ih na ono što su bile ranije.
Istraživači su generisali atlas koristeći 54 tipa tkiva i ćelija sakupljenih nakon smrti od 948 pojedinaca koji su donirali svoja tela za Program ekspresije genotipa i tkiva Nacionalnog instituta za zdravlje.
Svaka osoba počinje kao jedna ćelija u trenutku začeća, noseći DNK nacrt unutar jezgra te prve oplođene ćelije. Koristeći ta originalna DNK uputstva, ćelija se deli i replicira u ogromne grupe ćelija koje formiraju različita tkiva koja obavljaju jedinstvene funkcije u telu. U svakom trenutku, prosečna osoba se sastoji od oko 30 triliona ćelija; tokom života, ta ista osoba proizvodi kvadrilione ćelija.
Vremenom se pojedinačna ćelija iznova i iznova oštećuje. U nekim slučajevima se popravljaju hiljade puta dnevno.
„Svako s vremena na vreme, ćelija napravi grešku tokom popravke DNK, ili propusti jednu – i to je promena koja se širi“, rekao je Konrad. „Naš rad nam daje prozor u kojoj meri se te promene dešavaju u različitim organima i tkivima, iu različitim periodima našeg života.
Ova situacija, poznata kao somatski mozaicizam, rezultat je mutacije ćelija iz originalnog DNK nacrta.
Do sada su genetska istraživanja koja istražuju mutacije koje se javljaju nakon zigota, ili nakon oplodnje, uglavnom sprovedena u biopsijama kanceroznog tkiva kao što su melanomi kože i tumori pluća, ili u lako dostupnim tkivima kao što je krv.
Novi atlas otvara polje istraživanja mutacija koje se javljaju tokom života.
„Prelazak iz jedne ćelije u dete je izvanredan proces“, rekla je glavna autorka dr Nikol Rokvajler, koja je ranije bila deo Conradove laboratorije na OHSU i Univerzitetu Vašington u Sent Luisu, a sada postdoktorski saradnik na Institutu Broad sa Masačusetskog tehnološkog instituta i Univerziteta Harvard. „Kada dodate još slojeva mutacija koje se dešavaju u tako važnom delu naših života, neverovatno je da možemo da izađemo prilično dobro na kraju naše trudnoće.“
Da bi generisali novi atlas, istraživači su razvili računarsku metodu koristeći sekvencioniranje masovne RNK da bi karakterisali mutacije u ogromnom katalogu uzoraka tkiva u celom telu. Bili su u stanju da prate tačku u kojoj su se mutacije dogodile tako što su ih mapirali u „razvojno stablo“, indeksirajući ih po tkivima i među mnogim ljudima.
Otkrili su da su mnoge mutacije nastale sistematski i donekle predvidljivo kako ljudi stare, iako se činilo da je otprilike 10% mutacija rezultat nečega svojstvenog pojedincu, bilo da su to geni ili okruženje.
Otkrili su da se većina uočljivih mutacija dogodila kasnije u životu, iako su se mnoge dogodile pre rođenja.
„Saznali smo da neka tkiva, poput jednjaka i jetre, dobijaju mnogo mutacija, dok druga tkiva, poput mozga, dobijaju manje mutacija“, piše Rokvajler u postu na veb lokaciji Conrad Lab opisujući istraživanje. „Ovo nam je imalo smisla jer su jednjak i jetra izloženi mnogim toksinima iz okoline; ovde ćelije moraju da prenesu poruku u bučnom okruženju. Mali broj mutacija u mozgu takođe ima smisla jer se mozak prvenstveno sastoji od ćelija koje nemojte replicirati.“
