محققان اطلس جامعی از جهش های ژنی در بافت انسان جمع آوری کردند

محققان بزرگترین اطلس جهش ژنوم پس از زیگوت را در بافت سالم انسان ایجاد کرده اند که تا به حال ساخته شده است – یک پیشرفت علمی که می تواند راه های جدیدی را برای تشخیص و درمان بیماری های ژنتیکی باز کند. از نظر تعداد ترکیب بافت و تعداد اهداکنندگان نمونه برداری شده، این بزرگترین نمونه است.

این مطالعه که توسط محققان دانشگاه بهداشت و علوم اورگان انجام شد، در مجله منتشر شد علوم پایه.

این توسعه راه را به سوی درک زمینه های ژنتیکی بیماری های مرتبط با سرطان و همچنین شرایط بی شماری ناشی از نقص عملکرد سلولی، از جمله پیری، نشان می دهد. اطلس می تواند در تشخیص شرایط پزشکی مفید باشد و به طور بالقوه در معکوس کردن جهش های ژنتیکی که باعث بیماری می شود مفید باشد.

دان کنراد، نویسنده ارشد، دکترا، دانشیار دانشگاه OHSU، گفت: “اگر در مورد تغییرات ژنتیکی که اساس بیماری ها هستند صحبت می کنید، اکنون فناوری های بسیار متنوعی وجود دارد که به ما امکان می دهد تغییراتی در ژنوم ایجاد کنیم.” دانشکده پزشکی که بخش ژنتیک را در مرکز تحقیقات پستانداران ملی اورگان اداره می کند. ممکن است بتوان آن جهش‌هایی را که به دلیل بدشانسی یا عادت‌های بد به دست آورده‌ایم تغییر داد و آن‌ها را به همان چیزی که قبلا بودند تغییر داد.»

پنجره ای به جهش های سلولی

محققان این اطلس را با استفاده از 54 نوع بافت و سلولی که پس از مرگ از 948 فردی که بدن خود را برای برنامه بیان ژنوتیپ-بافت موسسه ملی بهداشت اهدا کردند، تهیه کردند.

هر فرد در لحظه لقاح به عنوان یک سلول منفرد شروع می شود و یک نقشه DNA را در هسته اولین سلول بارور شده حمل می کند. با استفاده از دستورالعمل‌های اصلی DNA، سلول به گروه‌های وسیعی از سلول‌ها تقسیم و تکثیر می‌شود که بافت‌های مجزایی را تشکیل می‌دهند که عملکردهای منحصربه‌فردی را در بدن انجام می‌دهند. در هر زمان، یک فرد به طور متوسط ​​از حدود 30 تریلیون سلول تشکیل شده است. در طول زندگی، همان فرد چهار میلیارد سلول تولید می کند.

با گذشت زمان، یک سلول فردی بارها و بارها آسیب می بیند. در برخی موارد، آنها هزاران بار در روز خود را ترمیم می کنند.

کنراد گفت: “هر چند وقت یکبار، سلول در حین ترمیم DNA اشتباه می کند، یا اشتباهی را از دست می دهد – و این تغییری است که در ادامه منتشر می شود.” کار ما دریچه ای به ما می دهد تا جایی که این تغییرات در اندام ها و بافت های مختلف و در دوره های مختلف زندگی ما رخ می دهد.

این وضعیت که به عنوان موزائیسم سوماتیک شناخته می شود، نتیجه جهش سلول ها از طرح اولیه DNA است.

ساخت اطلس

تاکنون، تحقیقات ژنتیکی برای بررسی جهش‌هایی که پس از زیگوت یا پس از لقاح رخ می‌دهند، به طور کلی در نمونه‌برداری از بافت سرطانی مانند ملانوم پوست و تومورهای ریه یا در بافت‌های به راحتی قابل دسترسی مانند خون انجام شده است.

اطلس جدید زمینه ای را برای بررسی جهش هایی که در طول زندگی رخ می دهند باز می کند.

نیکول راک ویلر، نویسنده اصلی، دکترا، که قبلاً بخشی از آزمایشگاه کنراد در OHSU و دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس بود و اکنون دانشیار فوق دکترا در موسسه برود می‌گوید: «رفتن از یک سلول به یک کودک یک فرآیند قابل توجه است. موسسه فناوری ماساچوست و دانشگاه هاروارد. وقتی لایه‌هایی از جهش‌هایی را که در چنین بخش مهمی از زندگی ما اتفاق می‌افتد اضافه می‌کنید، شگفت‌انگیز است که می‌توانیم در پایان بارداری خود به خوبی از آب درآییم.»

برای تولید اطلس جدید، محققان یک روش محاسباتی با استفاده از توالی RNA حجیم برای مشخص کردن جهش‌ها در کاتالوگ عظیمی از نمونه‌های بافت در سراسر بدن توسعه دادند. آن‌ها توانستند نقطه‌ای را که جهش‌ها در آن اتفاق می‌افتند، با ترسیم آن‌ها به یک «درخت توسعه»، نمایه‌سازی آن‌ها در بافت‌ها و در بین بسیاری از افراد، ردیابی کنند.

آنها دریافتند که بسیاری از جهش ها با افزایش سن افراد به طور سیستماتیک و تا حدودی قابل پیش بینی به وجود می آیند، اگرچه به نظر می رسد تقریباً 10٪ از جهش ها نتیجه چیزی ذاتی برای یک فرد باشد، خواه ژن باشد یا محیط.

آنها دریافتند که بیشتر جهش‌های قابل تشخیص در اواخر زندگی اتفاق می‌افتند، اگرچه بسیاری از آنها قبل از تولد رخ داده‌اند.

Rockweiler در پستی در وب سایت Conrad Lab در تشریح این تحقیق می نویسد: «ما متوجه شدیم که برخی از بافت ها، مانند مری و کبد، جهش های زیادی به دست می آورند، در حالی که بافت های دیگر مانند مغز، جهش های کمتری را به دست می آورند. “این برای ما منطقی بود زیرا مری و کبد در معرض بسیاری از سموم محیطی قرار دارند؛ در اینجا سلول ها باید پیام را در یک محیط پر سر و صدا منتقل کنند. تعداد کم جهش در مغز نیز منطقی است زیرا مغز در درجه اول از سلول هایی تشکیل شده است که تکرار نکن.”