Stotine naučnih studija sprovedene su tokom godina kako bi se pronašli geni koji leže u osnovi uobičajenih ljudskih osobina, od boje očiju do inteligencije i fizičkih i mentalnih bolesti.
Patrick Sullivan, MD, FRANZCP, Iergan uvaženi profesor psihijatrije i genetike na Medicinskom fakultetu UNC, i Psihijatrijski genomski konzorcijum napravili su novi paket za časopis Science kako bi istraživačima pružili još jedan način da razumiju ljudske bolesti, koristeći moć evoluciona genomika.
„Ovo je alat koji nam može dati mnogo važnih nagoveštaja o ljudskim bolestima“, rekao je Salivan, koji je takođe profesor na Institutu Karolinska u Stokholmu, u Švedskoj. „Ako možemo duboko da zaronimo u vaš genom, možemo da dobijemo neku predstavu o vašim precima, i ljudskim i neljudskim, i posmatramo uticaje mnogih miliona godina evolucije u vama.
Svaki živi organizam na planeti ima DNK. Materijal koji se samoreplicira deluje kao nacrt za proizvodnju određenih molekula u organizmima, kao što su proteini. Nije iznenađenje da ljudi i naši najbliži rođaci, šimpanze, dele 98,8% genetskog materijala.
Dok su neki od naših gena evoluirali tokom vremena, drugi su ostali isti tokom čitavog evolucionog procesa sisara. U naučnom smislu, ovi se nazivaju „visoko ograničeni“ geni. Neki ljudski geni imaju iznenađujuću količinu genetske sličnosti kod miševa, krava, pasa, mačaka, slepih miševa i delfina u mnogim regionima genoma.
To su geni koji nas ujedinjuju kao sisare. Pošto su ovi geni prošli kroz „ispitivanje vatrom“ tokom evolucione istorije, ovi nepromenjeni genetski regioni moraju igrati fundamentalnu ulogu u zdravlju i genetskom sastavu organizma, kaže Salivan.
„Neki visoko ograničeni geni mogu da naprave proteine koji su skoro identični kod nas i kod miša“, rekao je Salivan. „To je suludo jer imamo verovatno 60 miliona godina evolucije između nas i miša. Pa ipak, ovaj protein se nije promenio tako da zaključujemo da ovaj protein radi nešto zaista važno.“
Možda bi bilo jednostavnije videti rad naših zajedničkih gena kada umanjimo prikaz da bismo imali holističkiji pogled.
Ljudi i drugi sisari dele anatomske strukture, kao što su srce sa četiri komore, pluća, kosa (ili krzno), skelet i mlečne žlezde koje proizvode mleko. Takođe delimo slične fundamentalne procese u manjem obimu, uključujući embriologiju, kako ćelije rastu i dele se, kao i razvoj i rad sinapsi koje prenose neurološke hemikalije kroz naše telo i mozak.
Sve se formiraju kroz naše zajedničke genetske regione. Dakle, ako se jedan od ovih gena koji čine osnove sisara izmeni ili izbriše, to može imati negativne efekte na organizam.
Ako pacijent ima neurološki poremećaj mozga ili određene psihijatrijske poremećaje, istraživači su u mogućnosti da ga prate i vide da je ova osoba dobila „veliki udarac“ jednog od veoma ograničenih gena koji su kritični za nervni sistem, strukturu mozga, ili sinapse.
Mnogi istraživači su se oslonili na studiju asocijacije na nivou genoma (GVAS) da bi otkrili gde se genetski rizik za bolest nalazi u genomu. Koristeći genomske tehnike i uzorke velikih veličina, istraživači mogu analizirati ceo genom mnogih populacija kako bi pronašli genetske varijacije, kao što su polimorfizmi pojedinačnih nukleotida (SNP), povezani sa bolešću ili osobinom.
Iako je važno znati gde se ove varijacije nalaze u genomu, takođe je korisno znati kako i zašto su se te genetske varijacije uopšte desile. Salivan se nada da će drugi istraživači iskoristiti novi i opsežni dokument kako bi došli do sopstvenih zaključaka u vezi sa genetikom koja leži u osnovi raznih ljudskih bolesti.
„Kao što se ispostavilo, mnoge osobine mozga su zapravo visoko očuvane“, rekao je Salivan, koji radi kao direktor UNC instituta za prevenciju samoubistava na Odeljenju za psihijatriju. „Ovaj istraživački projekat mi je zaista dao mnogo, mnogo dublje razumevanje genoma i načina na koji je genom postavljen. Sada ovo koristim sve vreme u pokušaju da razumem šizofreniju, samoubistvo, depresiju i poremećaje u ishrani.“
Kao što se može zamisliti, uspešan razvoj čoveka zahteva teško podizanje proteina i DNK sekvenci. Postoje dva kratka regiona unutar naše DNK, koja se nazivaju regulatorni pojačivači i regulatorni promoteri, koji igraju posebno važnu ulogu u regulisanju naše DNK.
Stvaranje ljudskog gena je slično fabrici koja proizvodi krofne. Regulatorni pojačivači su odgovorni za kontrolu količine testa istisnutog iz mašine i na pleh za pečenje. Promoteri, s druge strane, kontrolišu kada se testo prska na poslužavnik. Na kraju dana, imate potpuno formiran gen.
Istraživači kao što je Salivan možda bi mogli da uđu u DNK sekvence i povećaju ili smanje ove regulatorne pojačivače i promotere kako bi uticali na količinu proteina koje proizvode geni, sa ciljem da umanje efekte genetski zasnovane bolesti.
„Možda bi bilo moguće pogoditi uzvodni deo koji ga kontroliše, na veoma mekan način, da vidimo da li to zaista pomaže“, kaže Salivan.
