Tutkijat löytävät verestämme upouusia yhteyksiä geenien ja sairauksien välillä

Verenotto on yksi arkipäiväisimmistä kliinisistä testeistä. Se voi olla myös Rosetta-kivi geneettisen tiedon dekoodaamiseen ja DNA-kirjoitusvirheiden yhdistämiseen terveyteen ja sairauksiin.

Tällä viikolla kolmella opinnot in luonto keskittyi veren vetiseen komponenttiin, jota kutsutaan plasmaksi, kääntäjänä geenien ja kehon toimintojen välillä. Plasma, jossa ei ole verisoluja, on väriltään kellertävää ja sisältää tuhansia proteiineja, jotka kiertävät verenkierrossa. Plasman proteiinit laukaisevat lukemattomia biologisia prosesseja: ne säätelevät immuunivasteita, muuttavat aineenvaihduntaa ja jopa kannustavat tai estävät uusia yhteyksiä aivoissa.

Ne ovat myös silta geneettimme ja terveytemme välillä.

Siitä lähtien kartoitetaan ensin ihmisen genomi, tutkijat ovat yrittäneet yhdistää geneettiset kirjoitusvirheet terveyteen ja sairauksiin. Se on vaikea ongelma. Joihinkin huolestuttavimpiin terveysongelmiimme – syöpään, sydän- ja verisuonisairauksiin sekä dementiaan ja muihin aivosairauksiin – vaikuttavat useat yhdessä toimivat geenit. Ruokavalio, liikunta ja muut elämäntapatekijät sekoittavat geenien ja kehon välisiä yhteyksiä.

Uudet tutkimukset hyödynsivät UK Biobank -tietokantaa, joka sisältää plasmanäytteitä yli 500,000 XNUMX ihmiseltä sekä heidän terveys- ja geneettisiä tietojaan.

Tutkimus löysi plasmasta useita proteiinien "allekirjoituksia", jotka kartoittivat geneettisen koodin tiettyjä osia - esimerkiksi harvinaisia ​​DNA-kirjaimen muokkauksia, joita oli aiemmin vaikea saada talteen. Kaivaessa syvemmälle, useat plasman proteiinien allekirjoitukset heijastivat geneettisiä muutoksia, jotka liittyivät rasvamaksasairauksiin. Muut geenin ja plasman väliset yhteydet ennustivat veriryhmää, suoliston terveyttä ja muita fyysisiä ominaisuuksia.

Nämä konseptin todisteet voivat tuoda uusia lääketieteellisiä löytöjä. Plasmaa saa helposti verikokeella. Geneettisten ja fyysisten profiilien kääntäjänä heidän proteiinien allekirjoitukset voivat mahdollisesti kertoa uusista lääkkeistä, diagnoosista tai hoidoista.

Selvyyden vuoksi: tutkimuskolmio tuli odottamattomasta koalitiosta – 13 biolääkeyhtiötä työskentelivät yhdessä kilpailua edeltävässä sopimuksessa. Järjestys on juuri sitä miltä se kuulostaa. Sen sijaan, että kilpailevat keskenään, yritykset jakavat tuloksia ratkaistakseen yhden vaikeimmista biologisista mysteereistä – kuinka geenit, joissa on suuri annos ympäristövaikutuksia, tekevät meistä sellaisia, jotka olemme.

Pharma Frenemies

Vuonna 2020 kourallinen maailman vaikutusvaltaisimmista lääkeyhtiöistä teki sopimuksen tehdäkseen yhteistyötä yhdessä ainoassa hankkeessa – Pharma Proteomics -projekti.

- UK Biobank, yksi maailman suurimmista ja kattavimmista biolääketieteellisistä resursseista, oli keskeinen järjestäjä. Ensimmäistä kertaa vuonna 2006 käynnistetty biopankki on kasvanut valtavaksi tietokannaksi: Yhdistyneessä kuningaskunnassa on tähän mennessä rekisteröitynyt yli puoli miljoonaa osallistujaa, mukaan lukien eri etnisiä ihmisiä. Tietokanta sisältää elämäkerrallisia tietoja – ikä, sukupuoli ja terveydentila – sekä tarkempia mittareita, kuten aivoskannauksia, geenisekvenssejä ja verikokeita.

Nämä eivät ole vain kliinisiä verikokeita mineraali- tai hormonitasosi tarkistamiseksi. Verinäytteiden avulla Biopankissa on täydellinen profiili jokaisen osallistujan plasmaproteiinista.

Muutaman viime vuoden aikana Biopankki on julkaissut aineistonsa tutkijoille vapaaehtoisten suostumuksella. Kaikista geneettisistä tiedoista raavittiin tietoa, joka voidaan jäljittää mihin tahansa vapaaehtoiseen.

Massiivinen tietojoukko kiinnitti suuren apteekin huomion. Plasman proteiineja on helppo kerätä ja analysoida, joten ne ovat täydellisiä sairauksien diagnosointiin. Niiden selvittäminen, miten ne toimivat kehossa, voisi myös auttaa tutkijoita löytämään mahdollisia sairauskohteita.

Tri Naomi Allen, Iso-Britannian biopankin johtava tutkija, oli samaa mieltä. "Veren proteiinipitoisuuksien mittaaminen on ratkaisevan tärkeää geneettisten tekijöiden ja yleisten hengenvaarallisten sairauksien välisen yhteyden ymmärtämiseksi", hän sanoi kun hanke käynnistyi vuonna 2020.

"Geneettisiä, kuvantamista, elämäntapatekijöitä ja terveysvaikutuksia koskevien tietojen ansiosta tämä on maailman suurin proteominen [kokoelma kaikkia proteiineja] tutkimusta, joka jaetaan maailmanlaajuisena tieteellisenä resurssina."

Helvetin hyvä linkki

Konsortio kannatti.

In Yhdessä tutkimuksessa, Biogenin ja yhteistyökumppaneiden, tiimi otti ensimmäisen askeleen kohti geneettisen monimuotoisuuden yhdistämistä terveydentilaan.

Jokaisella ihmisellä on samanlaisia ​​geenejä, mutta näiden geenien tarkat kirjaimet vaihtelevat. Yksikirjaiminen DNA-vaihto voi johtaa perinnöllisiin sairauksiin, kuten sirppisoluihin. Toisinaan geeni kopioi itseään, kun sen ei ole tarkoitus aiheuttaa tappavia neurologisia ongelmia, kuten Huntingtonin tautia.

Kuitenkin, kuinka useimmat geneettiset kirjoitusvirheet vaikuttavat terveyteen, on suurelta osin mysteeri.

Täällä ryhmä analysoi lähes 3,000 54,219 plasmaproteiinia XNUMX XNUMX Yhdistyneen kuningaskunnan Biopankin osallistujalta sekä heidän geneettisiä profiilejaan. Proteiinit valittiin parhaiten kuvaamaan ihmisen yleistä terveydentilaa, mukaan lukien sydämen terveyttä, aineenvaihduntaa, tulehdusta, aivojen toimintaa ja kaikkia syövän indikaattoreita.

Kaiken kaikkiaan he löysivät noin 16 miljoonaa yksikirjaimista DNA-kirjainten vaihtoa, jotka kartoittivat yli 3,700 81 eri sijaintipaikkaa genomissa. "Genomisiksi lokuksiksi" kutsutut paikat ovat erittäin arvokkaita geneettisen tiedon yhdistämiseksi sairauksiin liittyviin proteiineihin. Aiempiin tutkimuksiin verrattuna XNUMX prosenttia näistä geenien ja proteiinien välisistä assosiaatioista on uusia.

Samaan aikaan plasman proteiinit muodostivat eräänlaisen "sormenjäljen", jonka avulla tutkijat pystyivät ennustamaan henkilön iän, sukupuolen, painoindeksin, veriryhmät ja jopa munuaisten ja maksan toiminnan.

Yhdessä testissä, jossa käytettiin plasman "sormenjälkeä", ryhmä löysi geneettisen verkoston, joka tehostaa immuunisolujen toimintaa. Muut testit löysivät kiehtovan yhteyden veriryhmän ja suoliston terveyden välillä ja dekoodasivat, kuinka geneettiset vaihtelut vaikuttavat immuunivasteisiin eri ihmisillä.

Toisin sanoen tiimi rakensi geneettisen kartaston, joka kartoitetaan plasmaproteiiniuniversumiin.

Harvinaiset genetiikan vaihdot ja laajempi sukujuuri

Toisessa tutkimuksessa kutsutaan plasmagenetiikan seuloksi sen nimellä: proteogenomic.

AstraZenecan johtama tiimi loi saman biopankkitietojoukon harvinaisille geneettisille varianteille, jotka liittyvät plasman proteiinien muutoksiin ja sairauksiin. Näiden kahden yhdistäminen voisi auttaa ratkaisemaan "tautimekanismeja, tunnistamaan kliiniset biomarkkerit ja löytämään lääkekohteita", ryhmä sanoi.

Tutkiessaan biopankkia he löysivät yli 5,400 XNUMX harvinaista yhteyttä geenien ja plasmaproteiinien välillä. Aikaisin Halloween-käänne, kaksi geeniä erottuivat erityisesti: STAB1 ja STAB2. Geenien uskotaan tavallisesti osallistuvan vanhojen plasmaproteiinien poistamiseen, ja ne liittyvät yllättävästi myös kymmeniin proteiinikumppaneihin, mikä viittaa siihen, että niillä on muita rooleja.

"Tässä tutkimuksessa on jännittävää, että pystymme nyt yhdistämään nämä erittäin vaikuttavat harvinaiset geneettiset variantit vaikutuksiin ihmisen plasman proteomiin", sanoi tutkimuksen kirjoittaja tohtori Slavé Petrovski, AstraZeneca ja Melbournen yliopisto.

Koalitio vahvisti myös geneettistä monimuotoisuutta tutkimuksessa. Useimmat tutkimukset, jotka yhdistävät geenejä sairauksiin, perustuvat eurooppalaisista sukujuurista peräisin oleviin ihmisiin.

Täällä kolmas tutkimus keskittyi joko brittiläisiin tai irlantilaisiin, afrikkalaisiin ja eteläaasialaisiin sukujuuriin kuuluviin Biobank-osallistujiin geneettisten "hotspottien" paljastamiseksi. Sitten he yhdistivät nämä tiedot aiemmin Islannin väestöstä kerättyyn tietoaineistoon. Siellä on "vähäinen korrelaatio" sanoi tiimi lisäsi, että tekniikan erot ovat saattaneet muuttaa tuloksia - jotain, jota kannattaa harkita jatkossa.

Geenien yhdistäminen proteiineihin terveyteen on aina ollut biolääketieteellisen puhelimen vaikea peli. Plasmaproteiinien avulla meillä voi olla välityspalvelin yhdistää genetiikka terveyteen ja sairauksiin. Konsortio on tehnyt kaikki tiedot julkisesti saatavilla muiden tutkimusryhmien tutkittavaksi.

Kuva pistetilanne: National Institutes of Health

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://singularityhub.com/2023/10/06/scientists-unearth-brand-new-links-between-genes-and-disease-in-our-blood/