Genetičari RIKEN-a razvili su alat koji može brzo i precizno analizirati varijante mobilnih genetskih elemenata, poznatih kao „geni za skokove“. Ovo obećava da će baciti svetlo na ulogu koju takve varijante igraju u bolesti.
Većina gena ostaje u genomu, ali nekoliko ima sposobnost da skače i umeće se na različite lokacije. Poznati kao mobilni elementi, ovi isečci DNK se kreću unaokolo koristeći mehanizam „kopiraj i nalepi“.
Varijante mobilnih elemenata (MEV) ubrzavaju genomsku divergenciju populacija vrste. Oni takođe mogu izazvati bolesti.
„Procenjuje se da nešto manje od polovine ljudskog genoma potiče od mobilnih elemenata“, objašnjava Šohei Kojima iz RIKEN Centra za integrativne medicinske nauke (IMS). „Ali velika većina gena je izgubila svoju mobilnost zbog gomilanja mutacija; samo mali deo može da se mobiliše i ima potencijal da izazove bolesti.“
Uprkos svom značaju, mobilni elementi nisu dobro proučeni, uglavnom zbog niske tačnosti metoda koje se koriste za njihovu analizu.
„Nije postojao dobar algoritam za genotipizaciju MEV-a, što je bila prepreka za njihovo proučavanje na nivou populacije“, kaže Kojima. „MEV su zanemareni u statističkoj genetici – koja ima za cilj da otkrije genetsku osnovu bolesti koristeći genetske podatke na populacijskom nivou – jer zahteva preciznu genotipizaciju.“
Sada je tim predvođen Nikolasom Perišom, takođe iz IMS-a, i Kojimom osmislio brzu tehniku koja može precizno genotipovati MEV. Studija „Varijacije mobilnih elemenata doprinose diverzifikaciji genoma specifičnoj za populaciju, regulaciji gena i riziku od bolesti“, objavljena je u časopisu Nature Genetics.
U srcu njihovog metoda je algoritam koji se uklapa u statistički model u kratko čitane podatke sekvenciranja čitavog genoma. Da bi postigao visoku tačnost, algoritam se oslanja na više izvora dokaza.
Da bi demonstrirao potencijal svoje tehnike, tim ju je primenio na genetske podatke od oko 3.000 ne-Japanaca i oko 5.000 Japanaca.
Ovo poređenje je otkrilo ključne razlike među populacijama. „Otkrili smo da Istočni Azijati, uključujući Japance, imaju više varijacija LINE-1 i SVA od Južnoazijaca i Evropljana“, kaže Kojima. „Ovo je bilo potpuno iznenađenje za nas. To može objasniti rizik od bolesti specifičan za istočnu Aziju.“
Tim je precizirao specifičan MEV koji je faktor rizika za keloid, bolest koju karakteriše abnormalno formiranje ožiljaka. Ovo bi moglo imati aplikacije za personalizovanu medicinu. Na primer, pacijenti bi mogli da se testiraju na ovaj MEV pre operacije da bi se procenio rizik od formiranja keloida.
„Naši rezultati pokazuju da su MEV uključeni u rizik od bolesti i regulaciju gena i doprinose razlikama između ljudskih populacija“, kaže Kojima. „MEV-i su mač sa dve oštrice—oni mogu pokretati ljudsku evoluciju, ali povremeno mogu izazvati bolest. Naša studija podržava ovaj koncept koristeći statističku genetiku na nivou populacije.“
Tim namerava da primeni svoj alat na retke MEV i MEV u somatskim ćelijama.
