Новое исследование ученых deCODE Genetics показывает, что варианты последовательности управляют корреляцией между метилированием ДНК и экспрессией генов. Те же самые варианты связаны с различными заболеваниями и другими человеческими чертами.

Исследование опубликовано в журнале Nature Genetics под заголовком «Корреляция между метилированием CpG и экспрессией генов обусловлена ​​вариантами последовательности».

Секвенирование нанопор — это новая технология, разработанная ONT (Oxford Nanopore Technology), которая позволяет нам анализировать последовательности ДНК в режиме реального времени . С помощью этой технологии молекулы ДНК протягиваются через крошечные поры белка, а измерения электрического тока в режиме реального времени указывают, какие нуклеотиды в ДНК прошли через поры. Это позволяет считывать последовательность нуклеотидов в ДНК, а также позволяет обнаруживать химические модификации нуклеотидов из этих же измерений.

Одна из таких модификаций называется метилированием ДНК, которое считается важным для определения того, какие гены используются в любой момент времени, и обычно упоминается учеными в этой области как регуляция экспрессии генов. Технология секвенирования нанопор позволяет напрямую измерять метилирование ДНК, а также получать более длинные считывания последовательностей ДНК, чем могли достичь ранее существовавшие технологии.

Эти достижения открывают новые возможности, позволяя измерять метилирование ДНК всех участков CpG в геноме человека , и, поскольку эта технология может считывать длинные последовательности ДНК, можно определять метилирование ДНК на хромосомах обоих родителей по отдельности.

В ходе исследования ученым удалось сопоставить метилирование CpG, экспрессию генов и аллели вариантов последовательностей с родительскими хромосомами, что позволило им изучить корреляции между тремя наборами измерений на уровне гаплотипа.

Исследование показывает, что варианты последовательности влияют на метилирование ДНК, и, кроме того, некоторые из этих вариантов могут быть связаны с различными заболеваниями, а также другими человеческими чертами. Важно, что исследование показывает, что корреляция между метилированием ДНК и экспрессией генов может быть отнесена к вариантам последовательности, что указывает на то, что эти варианты являются движущим фактором.

Большинство вариантов последовательностей, которые были связаны с заболеваниями, находятся в некодирующем геноме, в областях генома, которые не кодируют белки. По этой причине было трудно понять, как некодирующие варианты последовательностей приводят к заболеваниям.

Изучая влияние на метилирование ДНК, ученые смогли показать, что многие из этих вариантов соответствуют вариантам последовательностей, которые ранее ассоциировались с заболеваниями , что позволило нам лучше понять, как они приводят к прогрессированию заболеваний.