«Мы показали, как генетический фон — то есть уникальный набор букв ДНК, присутствующий в геноме любого человека — влияет на тяжесть любого генетического заболевания», — говорит Фрейзер, профессор Центра Доннелли при Университете Торонто.Это открытие расширяет нашу способность предсказывать, насколько серьезными будут наследственные генетические заболевания у каждого пострадавшего человека, что является ключевым моментом в понимании болезней человека.
Их исследование опубликовано в ведущем биомедицинском журнале Cell.Начало и тяжесть генетических заболеваний могут широко варьироваться. Например, у людей, несущих мутацию в гене CFTR, развивается муковисцидоз (МВ) — заболевание легких, при котором скопление слизи затрудняет дыхание и приводит к опасным для жизни инфекциям. Но в то время как некоторым пациентам ставится диагноз «новорожденные», у других не проявляется никаких признаков заболевания до зрелого возраста.
Прогнозирование серьезности заболевания имеет решающее значение, потому что часто неопределенность может быть почти такой же пугающей, как и диагноз.«В настоящее время мы можем сказать немного больше, чем то, что кто-то получит генетическое заболевание, но не можем сказать им, насколько это может быть плохо. Это немного похоже на то, как сказать кому-то, что он попадет в автокатастрофу, но не будет ли это легким ударом. или серьезная авария.
Изменение этой неопределенности очень помогает пациентам, а также позволяет врачам сосредоточиться на тех, кто может пострадать наиболее серьезно », — говорит Фрейзер, который также является профессором кафедры молекулярной генетики.Мутации, вызывающие заболевание, в основном поражают функцию гена — они меняют порядок букв ДНК, так что продукт гена, то есть белок, оказывается неисправным и не может выполнять свою работу в клетке.
Генетический фон влияет на количество вырабатываемого белка, точно настраивая гены, например, диммеры. Это означает, что каждый человек в конечном итоге получает свое уникальное количество тысяч различных белков.Если человек несет мутацию, вызывающую заболевание, полученный дефектный белок приведет к заболеванию.
Команда Фрейзера обнаружила, что если уровни этого дефектного белка просто упадут ниже порогового значения, тогда ситуация начнет ухудшаться, поскольку эффект мутации становится более серьезным.Это важное понимание болезней человека было получено с помощью мощного экспериментального организма — простого червя.
«Черви — единственные животные, на которых мы могли бы проводить такие масштабные эксперименты, чтобы исследовать, как генетический фон влияет на тяжесть генетических нарушений», — говорит Фрейзер.После первоначальных экспериментов, в ходе которых четверть миллиона червей были тщательно изучены на предмет последствий генетических мутаций, данные были затем проверены на человеческих клетках с тем же выводом: серьезность заболевания — это комбинация между дефектом в белке и его ошибкой. сумма в каждом человеке.Из трех миллиардов букв ДНК, составляющих человеческий геном, поразительные три миллиона различаются между любыми двумя людьми. Эта генетическая изменчивость очень важна для нашей жизни, поддерживая нашу внешность, таланты и социальное взаимодействие.
Но у этой мешанины ДНК есть и более зловещая сторона, поскольку она определяет, какими болезнями мы заболеем и насколько серьезными они могут оказаться.«Теперь мы впервые можем начать прогнозировать тяжесть заболевания для каждого пострадавшего человека, измеряя его уникальную личную генную активность», — говорит Фрейзер. «Мы надеемся, что это в конечном итоге приведет к новым методам лечения, направленным на снижение тяжести генетических заболеваний, новому способу борьбы с этими опасными для жизни состояниями».