2017年6月13日

罕见的遗传病:在寻找新方法使用RNA基因触发

在大约一半的患者罕见的遗传性疾病,目前仍不清楚确切位置的基因组负责他们的身体状况。其中一个原因是编码在人类基因的巨大数量的信息。信息学和医学领域的科学家们已经联手找到一个解决方案:一个团队在慕尼黑工业大学(TUM)亥姆霍兹慕尼黑中心的和已经开发出一种方法,显著增加了搜索的成功机会。新方法不仅在DNA,而且在RNA。

总的来说,所谓的罕见疾病是罕见的。他们影响着全球约百分之八的人口。大多数的这些条件都有遗传的原因。

开发治疗,重要的是要确定哪些基因引发疾病。多年来,研究人员已经能够整个序列基因组。换句话说,他们可以用组织样本病人来创建一个列表包含所有的遗传信息从病人的遗传物质。测序的基因组还包含突变导致疾病的信息。困难是找到它。

困难的初始条件

“想象一下,三百万个碱基对的列表。本身是一个巨大的数据量,“Holger Prokisch博士解释道,他领导着一个研究小组TUM亥姆霍兹慕尼黑中心的人道的遗传学和研究所。列表中的突变基因的存在绝非证明疾病被发现的原因:每个人携带的遗传变异。在大多数情况下他们是无害的。

为了告诉,哪些部分基因组的改变,科学家要比较不同的数据集。没有软件,寻找引发疾病的突变会完全绝望。甚至与软件,可能只有聪明的技巧。限制的数据量,例如,搜索往往局限于“编码”的基因组区域。结果,分析不包括片段的基因不包含具体的指示建立一个分子。但即使是使用这种方法,成功率只有50%。

从医学和信息领域的一个国际研究小组由Prokisch教授和朱利安Gagneur,慕尼黑工业大学计算生物学的教授开发了一种新的方法,补充了以前的方法。

一种新方法产生新的结果

“我们的方法不仅是序列的DNA,也从细胞RNA,”劳拉·克雷默说,这项研究的第一作者。RNA(核糖核酸酸分子的名称为一组细胞的功能包括执行编码DNA蓝图。基于RNA分子的组成和数量,这个团队就能得出结论具体问题的DNA。

“一个特定的RNA揭示了这种方法的优点是测序错误的地方执行的代码从DNA。即使没有蓝图的变化对于一个给定的分子,基因组的非编码部分的变化可能会影响蓝图的实现,”丹尼尔·贝德说,他也是一个第一作者。只看编码的部分基因组,这些变化不会注册。整个DNA测序,反过来,可以看到所有变化但不告诉研究者他们是否有任何影响。

在他们的研究中,研究小组调查了来自48线粒体遗传患者的皮肤细胞培养条件。这些条件影响单个细胞的新陈代谢。使用新的算法,他们能够做出一个明确的识别的触发基因样本的百分之十。在剩下的90%,他们能够缩小候选人几个基因的数量。

一个新的标准?

Holger Prokisch说过程可以适应分析线粒体疾病以外的其他遗传疾病。“更重要的是,我们的文化,利用皮肤细胞可以删除几乎没有痛苦。尤其是生病的孩子,这是很重要的。”Parallel to the work of Prokisch, Gagneur and their team, a group at the Broad Institute in the USA was working on a similar approach. However, their细胞培养使用肌肉组织,可以取样只有通过手术是相对。