После завершения проекта "Геном человека" в 2003 году исследователи работают над тем, чтобы выяснить, как гены способствуют развитию болезней. Остается вопрос, почему некоторые люди более подвержены риску развития определенных заболеваний, чем другие, если такие факторы, как возраст, пол и образ жизни, равны.
Небольшой процент ДНК содержит закодированную последовательность, которая производит белки, необходимые для роста и функционирования клеток. Однако ДНК, которая находится за пределами этих кодирующих областей, играет важную роль в включении и выключении генов.
Понимая, как эти регуляторные области работают во взаимодействии друг с другом, мы можем определить цели для будущих терапий.Метод, разработанный и апробированный в этом исследовании, отслеживает закономерности в регуляторных регионах у ряда видов, близких или далеких от человека.
Если набор вариантов в этих некодирующих областях присутствует у многих видов, он, вероятно, будет выполнять очень важную функцию.По словам соавтора исследования и научного сотрудника института, Мелины Клаусснитцер, доктора философии, «Стало ясно, что основная часть вариантов, связанных с заболеванием, находится в некодирующей части ДНК, где функция ДНК в значительной степени неизвестно. Известно, что некодирующие варианты вносят вклад в заболевание из-за нарушения регуляции экспрессии генов.
Но выявление некодирующих вариантов, которые вызывают это нарушение регуляции, остается серьезной проблемой ».Авторы применили анализ к генетическим вариантам, связанным с диабетом 2 типа, одним из самых распространенных заболеваний человека.
Интеграция их вычислительного подхода вместе с несколькими экспериментальными подходами (тем самым обращаясь и доказывая причинно-следственную связь) идентифицировала 2 варианта диабета, который способствует развитию заболевания, вмешиваясь в регуляцию генов и изменяя функцию жировых клеток.Вместо того, чтобы рассматривать только сохранение последовательностей ДНК у разных видов, вычислительная методология исследователей находит консервативные паттерны определенных последовательностей, которые составляют сайты связывания факторов транскрипции (TFBS), где связываются белки, чтобы регулировать экспрессию генов. Чтобы найти эти консервативные шаблоны TFBS, компьютер использует данные о данной области вокруг варианта гена в геноме человека и ищет сопоставимые области у других видов позвоночных.
Сохранение паттерна TFBS в регионах затем оценивается на основании сходства расположения TFBS у разных видов. Высокий балл указывает на высокую вероятность того, что этот вариант влияет на регуляцию генов, тем самым указывая на основной механизм заболевания.