Новая работа исследователей из Колумбийского университета перевернула с ног на голову основные принципы генетики и показала, почему некоторые люди, являющиеся носителями генов, вызывающих заболевания, не испытывают никаких симптомов.

Каждый студент-биолог знает, что каждая клетка нашего тела (за исключением сперматозоидов и яйцеклеток) содержит две копии каждого гена, по одной от каждого родителя, и каждая копия играет одинаковую роль в клетке.

Новое исследование показывает, что некоторые клетки часто предвзяты, когда дело касается определенных генов, и дезактивируют копию одного из родителей. Это явление было обнаружено около десяти лет назад, но, как показывает новое исследование, не было известно о его влиянии на исходы заболеваний.

Исследователи из Колумбийского университета изучили некоторые иммунные клетки обычных людей, чтобы оценить это явление, и обнаружили, что эти клетки инактивировали материнскую или отцовскую копию гена для 1 из каждых 20 генов, используемых клеткой.

«Это говорит о том, что наша ДНК более пластична, чем мы думали раньше», — говорит руководитель исследования Душан Богунович, профессор детской иммунологии в Колледже врачей и хирургов имени Вагелоса при Колумбийском университете.

«Таким образом, в некоторых клетках вашего тела каждый 20-й ген может быть немного более мамин, немного менее папин или наоборот. И чтобы еще больше все усложнить, это может отличаться в лейкоцитах и ​​почечных клетках, и, возможно, это может меняться со временем».

Эти результаты были опубликованы 1 января в журнале Nature .

Новое исследование объясняет давнюю загадку в медицине: почему некоторые люди, унаследовавшие мутацию, вызывающую заболевание, испытывают меньше симптомов, чем другие с той же мутацией?

«При многих заболеваниях мы увидим, что 90% людей, являющихся носителями мутации, больны, но 10% носителей мутации вообще не болеют», — говорит Богунович, ученый, изучающий детей с редкими иммунологическими расстройствами в Медицинском центре Колумбийского университета имени Ирвинга.

Привлекая международную команду сотрудников, исследователи рассмотрели несколько семей с различными генетическими нарушениями, влияющими на их иммунную систему. В каждом случае вызывающая заболевание копия с большей вероятностью была активна у больных пациентов и подавлена ​​у здоровых родственников, унаследовавших те же гены.

«Были предположения, что эта предвзятость в сторону той или иной копии может объяснить большие различия в тяжести генетического заболевания, но до сих пор никаких экспериментальных доказательств этому не существовало», — говорит Богунович.

Хотя текущая работа рассматривала только иммунные клетки , Богунович говорит, что селективная предвзятость в отношении материнской или отцовской копии гена затронула не только гены, связанные с иммунитетом. «Мы не видим предпочтения иммунным генам или любому другому классу генов, поэтому мы думаем, что это явление может объяснить широкую вариабельность тяжести заболеваний, которую мы наблюдаем при многих других генетических состояниях», — говорит он, добавляя, что «это может быть лишь вершиной айсберга».

Это явление может помочь объяснить заболевания, протекающие с обострениями, такие как волчанка, заболевания, которые возникают под воздействием экологических факторов, и могут играть определенную роль в развитии рака.

Будущее лечения генетических заболеваний
Результаты исследования указывают на совершенно новую парадигму диагностики и, возможно, даже лечения наследственных заболеваний.

Исследователи предлагают расширить стандартную характеристику генетических заболеваний , включив в нее «транскриптотипы» пациентов, модели активности их генов, в дополнение к их генотипам.

«Это меняет парадигму тестирования, выходя за рамки ДНК и переходя к РНК, которая, как мы показали в нашем исследовании, не одинакова во всех типах клеток и может меняться со временем», — говорит Богунович.

Если исследователи смогут определить механизмы, лежащие в основе селективной инактивации генов, они также смогут лечить генетические заболевания новым способом, переключая модель экспрессии генов у пациента для подавления нежелательной копии.

Подчеркивая, что такие стратегии пока далеки от клинического применения, Богунович настроен оптимистично. «По крайней мере, в клеточной культуре в лаборатории мы можем это сделать, так что манипуляция таким образом — это то, что может превратить генетическое заболевание человека в не-заболевание, если мы добьемся успеха».