«Наша работа расширяет репертуар функциональных генетических элементов», — говорит руководитель исследования Янив Эрлих, доцент кафедры информатики в Columbia Engineering, член Колумбийского института науки о данных и основной член Нью-Йоркского центра генома. «Мы ожидаем, что наши результаты приведут к лучшему пониманию механизмов заболевания и, возможно, в конечном итоге помогут выявить новые мишени для лекарств».Геномные варианты — это то, что отличает нашу ДНК друг от друга, и они, как объясняет Эрлих, «похожи на орфографические ошибки в разных вариантах».
Наиболее распространенными вариантами являются SNP (однонуклеотидные полиморфизмы). Вычислительные генетики в основном сосредоточились на SNP, которые выглядят как однобуквенная опечатка — мать против мутанта — и их влиянии на сложные человеческие черты.В исследовании Эрлиха рассматривались короткие тандемные повторы (STR), варианты, которые создают что-то похожее на опечатки: заикание или заикание-заикание. Большинство исследователей, считая СПО нейтральными, отклонили их как неважные.
К тому же эти варианты чрезвычайно трудно изучать. «Они настолько отличаются от алгоритмов анализа, — отмечает Эрлих, — что обычно классифицируют их как шум и пропускают эти позиции».Эрлих использовал множество статистических генетических и интегративных анализов геномики, чтобы показать, что STR имеют функцию: они действуют как пружины или ручки, которые могут расширяться и сжиматься, и настраивать экспрессию близлежащих генов. Различная длина соответствует разному натяжению пружины и может контролировать экспрессию генов и признаки болезни.
Он назвал эти варианты eSTR или STR экспрессии, чтобы отметить, что они регулируют экспрессию генов. Он и его команда также обнаружили, что эти ЭСТР могут быть связаны с рядом состояний, включая болезнь Крона, высокое кровяное давление и ряд метаболитов. Эти eSTRs объясняют в среднем от 10 до 15% генетических различий в экспрессии генов между людьми.
«Нам известно, что STR, как известно, играют роль в этих заболеваниях, но никто никогда не проводил сканирование всего генома, чтобы обнаружить их влияние на сложные черты», — добавляет Эрлих. «Если мы хотим заниматься персонализированной медициной, нам действительно нужно понимать каждую часть генома, включая повторяющиеся элементы — впереди много интересных биологических вопросов».Эрлих и его команда, в которую вошли исследователи из Гарварда, Массачусетского технологического института, Стэнфордского университета и Маунт-Синай, планируют затем изучить влияние этих ЭСТР на большее количество болезней человека и лучше понять их молекулярный механизм.