Istraživački tim sa Univerziteta u Hirošimi razvio je cevovod analize za identifikaciju neiskorišćenih gena za datu bolest u odnosu na pet baza podataka koje pružaju asocijacije gena i bolesti. Oni su koristili svoj cevovod za proučavanje oksidativnog stresa i njegove povezane bolesti, Parkinsonove bolesti, kao studiju slučaja.
Njihovi rezultati objavljeni su u časopisu npj Parkinsonova bolest 17. avgusta 2024.
Naučnici mogu pristupiti podacima o genima povezanim sa ljudskim bolestima putem baza podataka, kao što su Open Targets Platform, DisGeNET, miRTek, RNADisease i PubChem. Međutim, ovim bazama podataka nedostaju neki unosi podataka zbog grešaka u kuracijama, pristrasnosti i grešaka u rudarenju teksta. Pored unosa koji nedostaju, zbog opsežnog istraživanja ljudskih bolesti, pojavili su se izazovi u registraciji sveobuhvatnih podataka.
Naučnici prepoznaju da nedostatak osnovnih podataka u bazama podataka ima negativan uticaj na razmenu znanja i da ga treba rešiti. Dakle, istraživački tim je predložio cevovod analize za istraživanje nedostajućih unosa neiskorišćenih gena u bazama podataka gena povezanih sa ljudskim bolestima.
„Predložili smo metod za istraživanje novih gena kandidata uključenih u oksidativni stres povezan sa bolestima korišćenjem javnih baza podataka“, rekao je Hidemasa Bono, profesor u Laboratoriji za informatiku genoma i Laboratoriji za Bio-DKS na Univerzitetu u Hirošimi. Njihov metod je podeljen na tri glavna dela.
U prvom delu, identifikovali su gene koji reaguju i na Parkinsonovu bolest i na oksidativni stres analizom podataka o ekspresiji gena i pozivanjem na rezultate studije asocijacije na nivou transkriptoma.
U drugom delu, pristupili su višestrukim javnim bazama podataka koje arhiviraju vezu između gena i bolesti, sužavajući se na gene koji nisu prijavljeni u vezi sa Parkinsonovom bolešću.
U trećem delu, oni su precizirali selekciju na one gene za koje se smatralo da su kritičniji tako što su ponovo pregledali podatke o ekspresiji gena i podacima o asocijacijama na nivou transkriptoma.
„U ovoj studiji, koristeći oksidativni stres i njegovu srodnu bolest, Parkinsonovu bolest, kao studiju slučaja, pokušali smo da istražimo metode za identifikaciju nedovoljno proučavanih gena koji takođe imaju istraživačku vrednost“, rekao je Bono.
Njihova analiza otkrila je dva neiskorišćena gena: nuklearni protein 1 (NUPR1) i sličan ubikvitinu sa domenima PHD i prstenastog prsta 2 (UHRF2). Ovaj cevovod će omogućiti istraživačima da identifikuju nedovoljno zastupljene gene povezane sa bolestima i dobiju lakši pristup potencijalnim funkcionalnim genima vezanim za bolest.
U potrazi za genima kod Parkinsonove bolesti sa oksidativnim stresom, istraživači su koristili svoj cevovod da filtriraju 62.226 gena do 168 gena koji su ispoljili disregulaciju ekspresije gena u kontekstu Parkinsonove bolesti i oksidativnog stresa. Zatim su klasifikovali 168 gena u gene nepovezane sa Parkinsonovom bolešću i gene povezane sa Parkinsonovom bolešću, na osnovu postojećih dokaza o njihovoj umešanosti u Parkinsonovu bolest.
Istraživači su dalje suzili gene nepovezane za Parkinsonovu bolest na 12 neiskorišćenih gena kandidata. Nakon ručne pretrage ovih 12 gena, identifikovali su NUPR1 i UHRF2 kao neiskorišćene gene koji su bili odsutni iz trenutnih baza podataka asocijacija gena i bolesti.
Istraživači primećuju nekoliko razloga zašto se mogu pojaviti unosi koji nedostaju u bazama podataka gena. Moguće je da baze podataka jednostavno nisu nedavno ažurirane.
Drugi uzrok nedostajućih unosa može biti zbog neuspeha ekstrakcije u rudarenju teksta. Treći mogući uzrok je taj što se neke baze podataka oslanjaju na stručno rukovođenje za unos novih podataka, dozvoljavajući mogućnost ljudskih grešaka ili pristrasnosti.
Međutim, novorazvijeni analitički cevovod za identifikaciju neiskorišćenih gena ublažava ova ograničenja u bazama podataka.
12 gena koje su istraživači identifikovali u ovoj studiji reaguju i na Parkinsonovu bolest i na oksidativni stres. Oni nisu opširno proučavani u oblasti istraživanja Parkinsonove bolesti. Ovi geni imaju potencijal da pomognu istraživačima da bolje razumeju mehanizme oksidativnog stresa i Parkinsonove bolesti. Geni bi takođe mogli biti korisni u razvoju novih terapijskih pristupa.
„Dalje, metod predložen u ovoj studiji može se primeniti na sužavanje gena kandidata uključenih u oksidativni stres i za druge srodne bolesti. Očekuje se da će to doprineti unapređenju istraživanja oksidativnog stresa i raznih bolesti“, rekao je Bono.
Istraživački tim uključuje Takaiuki Suzuki sa Univerziteta Hirošima i Hidemasa Bono sa Univerziteta u Hirošimi i Istraživačku organizaciju informacija i sistema (RIOS).
