การแสดงออกของยีนถูกควบคุมอย่างเข้มงวด โดยมียีนหลายตัวที่แสดงการปิดเสียงเฉพาะเซลล์เมื่อผลิตภัณฑ์โปรตีนของพวกมันขัดขวางการทำงานของเซลล์ปกติ องค์ประกอบที่ไม่ได้เข้ารหัสส่วนใหญ่ควบคุมการปิดเสียงนี้ และการหยุดชะงักอาจก่อให้เกิดโรคในมนุษย์
พื้นที่ของจีโนมที่ไม่ค่อยได้รับความสนใจในพันธุศาสตร์ทางการแพทย์ได้กลายเป็นสาเหตุของความเจ็บป่วยที่หายาก กลุ่มที่ มหาวิทยาลัยเอ็กซีเตอร์ ได้ค้นพบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในพื้นที่ที่ควบคุมการทำงานของจีโนมโดยการเปิดหรือปิดยีน ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงพบกุญแจสำคัญที่สามารถช่วยระบุสาเหตุเพิ่มเติมของการเจ็บป่วยที่ไม่ปกติได้
งานวิจัยนี้เป็นตัวอย่างที่ผิดปกติอย่างมากของโรคที่เกิดจากการกลายพันธุ์เกินขอบเขตของจีโนมซึ่งเป็นรหัสของยีน ยีนที่เรียกว่า HK1 ซึ่งโดยปกติจะไม่มีบทบาทในเนื้อเยื่อของร่างกายที่เกี่ยวข้อง ในกรณีนี้ เป็นครั้งแรกที่พบว่าตับอ่อนได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลง
การค้นหาสาเหตุทางพันธุกรรมของนักวิทยาศาสตร์ Hyperinsulinism แต่กำเนิด ใช้เส้นทางที่ซับซ้อนมากขึ้น ตรงกันข้ามกับโรคเบาหวาน ภาวะนี้ส่งผลให้ตับอ่อนของทารกหลั่งอินซูลินมากเกินไป ทารกอาจเกิดมาตัวใหญ่มากและมีปัญหาเกี่ยวกับน้ำตาลในเลือดต่ำ หากความเจ็บป่วยไม่ได้รับการรักษาอย่างเหมาะสม สมองอาจขาดสารอาหารที่จำเป็น ส่งผลให้เกิดความบกพร่องทางการเรียนรู้หรืออาจถึงขั้นเสียชีวิตได้
ทีมที่นำโดย Dr. Sarah Flanagan จาก University of Exeter ได้ให้คำตอบและปลดล็อกวิธีใหม่ในการตรวจสอบสาเหตุของโรคหายากที่ยากจะเข้าใจ
ดร. ฟลานาแกนอธิบายว่า: “เราพยายามหาสาเหตุว่าเกิดอะไรขึ้นกับทารก 50 เปอร์เซ็นต์ที่ไม่ทราบสาเหตุทางพันธุกรรมของภาวะอินซูลินเกินแต่กำเนิด เรามองหาความบกพร่องของยีนมาหลายปีแล้ว แต่ก็ยังยากจะเข้าใจ”
นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อจัดลำดับจีโนมของบุคคล 17 คนที่มีภาวะอินซูลินเกินแต่กำเนิด พวกเขาพบว่าความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่ก่อให้เกิดโรคไม่ได้เกิดขึ้นภายในโปรตีน แต่อยู่ภายใน 'สวิตช์ควบคุม' ซึ่งมีความสำคัญต่อการเปิดและปิดโปรตีนในตับอ่อน
ผู้ป่วยที่มีภาวะอินซูลินเกินแต่กำเนิดมี HK1 ของตับอ่อนเปิดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม โดยปกติแล้ว ตับอ่อนจะปิดการทำงานของยีนที่ทำให้มีการสร้างอินซูลิน แม้ว่าในขณะที่ ระดับน้ำตาลในเลือด อยู่ในระดับต่ำ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ามันทำงานอยู่ ซึ่งหมายความว่ามันกำลังพยายามลดน้ำตาลในเลือดให้อยู่ในระดับที่เสี่ยง แนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนจากการตรวจเนื้อเยื่อตับอ่อนชุดพิเศษ
ดร.ฟลานาแกน กล่าวว่า, “มันสำคัญมากที่จะสามารถให้คำตอบแก่พ่อแม่ที่หมดหวังที่จะรู้สาเหตุของอาการของลูก เมื่อมีการค้นพบตัวแปร HK1 แล้ว การจัดลำดับจีโนมตามปกติในเด็กที่ป่วยจะเป็นวิธีการที่สมบูรณ์แบบในการตรวจหาพวกมันในการวินิจฉัยทางคลินิก ซึ่งช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น การค้นพบนี้ยังปูทางไปสู่การพัฒนาการรักษาภาวะนี้ด้วยการพัฒนายาที่ยับยั้ง HK1 และ ส่งผลให้การผลิตอินซูลินเป็นไปได้จริง”
"สิ่งที่น่าตื่นเต้นยิ่งกว่าคือศักยภาพของแนวทางนี้ในการปลดล็อกสาเหตุของภาวะทางพันธุกรรมอื่นๆ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเราต้องมองข้ามจีโนมทั้งหมดเพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่อาจส่งผลต่อสวิตช์ควบคุม เราจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่โปรตีนที่ถูกปิดในเนื้อเยื่อของอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับโรค และศึกษาว่าโปรตีนถูกปิดอย่างไรและทำไม วิธีการดังกล่าวสามารถพัฒนาพันธุกรรมได้อย่างรวดเร็วและให้คำตอบและการรักษาที่ดีขึ้น”
การอ้างอิงวารสาร:
- Wakeling, MN, Owens, NDL, Hopkinson, JR และคณะ ตัวแปรที่ไม่เข้ารหัสซึ่งขัดขวางองค์ประกอบการควบคุมเฉพาะเนื้อเยื่อใน HK1 ทำให้เกิดภาวะอินซูลินเกินแต่กำเนิด แน็ตเก็นต์ (2022). ดอย: 10.1038 / s41588-022-01204-X
