Naučnici su razvili novi alat za skrining kako bi otkrili kako genetske promene utiču na aktivnost gena i mogu dovesti do bolesti kao što su rak, autoimunost, neurodegeneracija i kardiovaskularne bolesti. Ovaj novi alat omogućava istraživanje hiljada DNK mutacija identifikovanih genetskim studijama u jednom eksperimentu, usmeravajući razvoj napredne dijagnostike i tretmana.
Tehnika, nazvana scSNV-sek, omogućava istraživačima da brzo procene uticaj hiljada genetskih promena u ćelijama koje nikada ranije nisu bile pregledane, direktno povezujući ove promene sa načinom na koji te iste ćelije funkcionišu. Ovo pruža sveobuhvatan pogled iz kojeg istraživači mogu precizno odrediti mutacije koje doprinose bolesti. Ovo će ponuditi ključne uvide za razvoj ciljanih terapija.
U novoj studiji objavljenoj u Genome Biologi, istraživači sa Vellcome Sanger instituta i njihovi saradnici na Open Targets i EMBL-ovom Evropskom institutu za bioinformatiku (EMBL-EBI) primenili su scSNV-sek na gen raka krvi JAK1.
Tehnika je precizno procenila uticaj JAK1 mutacija, otkrivajući po prvi put da su određene mutacije izazvale ciklus fenotipa „na pola puta“ između različitih stanja. Ovo nije moguće prema prethodnim pristupima.
Tehnika je dizajnirana da demonstrira svestranost među tipovima ćelija, uključujući primarne ćelije koje je teško kultivisati kao što su T ćelije i neuroni izvedeni iz matičnih ćelija, kao i različite metode uređivanja kao što su uređivanje baze i osnovno uređivanje. Primenjen u velikoj meri, scSNV-sek bi mogao da transformiše razumevanje genetskih promena koje pokreću rak i dekodiraju genetski rizik za Alchajmerovu bolest, artritis, dijabetes i druge složene bolesti.
Napredak u ljudskoj genetici u kombinaciji sa sve većom dostupnošću tehnologija sekvenciranja DNK otkrio je stotine hiljada genetskih varijanti povezanih sa bolestima koje se povećavaju zapanjujućom brzinom. Ipak, alati za njihovo tumačenje zaostaju, ponekad se oslanjajući na dosadne ručne procese.
Kada koristite napredne alate za uređivanje gena za uvođenje definisanih genetskih mutacija, koristeći trenutne metode skrininga, teško je napraviti razliku između ćelija u kojima uređivanje nije funkcionisalo i onih u kojima je uspešno unelo bezopasnu promenu bez uticaja na ponašanje ćelije.
Istraživači sa Vellcome Sanger instituta i njihovi saradnici su odlučili da ovo reše novom tehnikom skrininga, scSNV-sek, koja direktno povezuje specifične genetske informacije u genotipu ćelije sa njenom genskom aktivnošću. Tim je testirao efikasnost scSNV-sek-a promenom specifičnih baza DNK unutar gena JAK1, koji je povezan sa upalom i rakom, da bi proučio njihove efekte na ponašanje ćelija.
Oni su pokazali da scSNV-sek može tačno kategorizovati različite vrste genetskih promena u tri kategorije: benigne, koje izazivaju gubitak funkcije i menjaju funkciju. Pokazali su da su određene mutacije izazvale srednje cikluse fenotipa između različitih stanja – posmatranje koje nije moguće pod postojećim pristupima.
Dr Sarah Cooper, prvi autor studije na Vellcome Sanger institutu, rekla je: „U eri u kojoj stopa otkrivanja genetskih varijanti nadmašuje našu sposobnost da interpretiramo njihove efekte, scSNV-sek ispunjava veliku prazninu u proučavanju izazovnih ćelija kao što je T. ćelije i neuroni. Već ga koristimo da rasvetlimo uticaj varijanti rizika od Alchajmerove i Parkinsonove bolesti na moždane ćelije.“
Dr Andrev Bassett, stariji autor studije na Vellcome Sanger institutu, rekao je: „Naša tehnika je u stanju da direktno poveže efekte mutacija sa ponašanjem ćelije, otkrivajući nizvodne uticaje koje prethodne tehnologije same ne mogu da isporuče. Tehnika ubrzava identifikaciju uzročnih genetskih mutacija, što će omogućiti bolju dijagnozu i produbiti naše molekularno razumevanje bolesti, utirući put ciljanijim i efikasnijim tretmanima.“
