Studija cijelog genoma pronalazi ranije neotkrivene mutacije šizofrenije

Nova studija objavljena u Prirodne komunikacije, sugerira da bi ultra rijetke strukturno genetske varijante mogle igrati ulogu u shizofreniji.

Većina genetičkih istraživanja shizofrenije nastojala je razumjeti ulogu gena u razvoju i nasljednosti shizofrenije. I premda su napravljena mnoga otkrića, još uvijek ima mnogo dijelova koji nedostaju.

Sada su znanstvenici s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Sjeverne Karoline (UNC) proveli najveću ikad cijelu studiju sekvenciranja genoma shizofrenije kako bi pružili cjelovitiju sliku uloge koju ljudski genom igra u ovoj bolesti.

"Naši rezultati sugeriraju da ultra rijetke strukturne varijante koje utječu na granice određene strukture genoma povećavaju rizik od shizofrenije", rekao je viši autor Jin Szatkiewicz, dr., Izvanredni profesor na UNC-ovom Odjelu za genetiku.

"Promjene u tim granicama mogu dovesti do poremećaja regulacije ekspresije gena i mislimo da bi buduće mehanicističke studije mogle odrediti precizne funkcionalne učinke koje ove varijante imaju na biologiju."

Prethodna istraživanja o genetici shizofrenije uglavnom su uključivala upotrebu uobičajenih genetskih varijacija poznatih kao SNP (promjene uobičajenih genetskih sekvenci i svaka utječe na jedan nukleotid), rijetke varijacije u dijelu DNK koji daju upute za stvaranje proteina ili vrlo velike strukturne varijacije (promjene koje utječu na nekoliko stotina tisuća nukleotida).

Ova istraživanja daju snimke genoma jer se on potencijalno odnosi na shizofreniju, ali velikom dijelu genoma ostavljaju misterij.

U novoj studiji istraživački tim promatrao je cjelokupni genom metodom koja se naziva sekvenciranje cijelog genoma (WGS). Primarni razlog zašto WGS nije šire korišten jest taj što je vrlo skup.

Za ovu studiju međunarodna suradnja udružila je financijska sredstva Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje i odgovarajuća sredstva švedskog SciLife Labs za provođenje dubokog sekvenciranja cijelog genoma na 1165 osoba oboljelih od shizofrenije i 1.000 kontrola - najveće poznato WGS istraživanje o shizofreniji ikad.

Kao rezultat, pronađene su prije neotkrivene mutacije u DNK koje istraživači nikada prije nisu vidjeli kod shizofrenije.

Nalazi posebno ističu ulogu koju bi topološki povezane domene (TAD) (trodimenzionalna struktura genoma) mogle igrati u razvoju shizofrenije. TAD-ovi su različita područja genoma sa strogim granicama između njih koji sprječavaju interakciju domena s genetskim materijalom u susjednim TAD-ovima.

Pomicanje ili rušenje ovih granica omogućuje interakciju između gena i regulatornih elemenata koji obično ne bi međusobno djelovali.

Kada se te interakcije dogode, mogu postojati negativni ishodi u ekspresiji gena koji bi mogli rezultirati urođenim manama, stvaranjem karcinoma i razvojnim poremećajima.

Istraživači su otkrili da se izuzetno rijetke strukturne varijante koje utječu na granice TAD-a u mozgu javljaju znatno češće kod ljudi sa shizofrenijom nego kod osoba bez nje. Strukturne varijante su velike mutacije koje mogu uključivati ​​nedostajuće ili duplicirane genetske sekvence ili sekvence koje nisu u tipičnom genomu.

Ovo otkriće sugerira da pogrešno postavljene ili nedostajuće granice TAD-a mogu pridonijeti razvoju shizofrenije, a strukturne varijante koje utječu na TAD-ovi mogu biti glavni kandidati za buduće studije shizofrenije.

"Moguća buduća istraga bila bi rad na stanicama izvedenim od pacijenta s tim mutacijama koje utječu na TAD i utvrditi što se točno dogodilo na molekularnoj razini", rekao je Szatkiewicz, pomoćni docent psihijatrije na UNC-u.

"U budućnosti bismo ove informacije o učincima TAD-a mogli koristiti za pomoć u razvoju lijekova ili liječenja preciznim lijekovima koji bi mogli popraviti poremećene TAD-ove ili pogođene ekspresije gena koji mogu poboljšati ishode pacijenta."

Izvor: Zdravstvo Sveučilišta Sjeverne Karoline