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».
Спасибо за интересную статью! Никогда не задумывалась о том, как именно гены могут «выбирать» родителя. Есть ли у вас информация о том, как это может влиять на лечение заболеваний?
Очень познавательно! У меня в семье есть случаи генетических заболеваний, и мне всегда было интересно, как гены могут влиять на их проявление.
Удивительная тема! Это заставляет задуматься о том, насколько сложно наше ДНК. Какое значение это открытие имеет для будущих исследований?
Я изучаю генетику и всегда считал, что наследование — это прямолинейный процесс. Теперь понимаю, что это не так просто! Благодарю за информацию!
Интересно, а как эти исследования могут повлиять на генетическое консультирование? Будут ли какие-то изменения в подходах?
Потрясающе! Мне кажется, это открытие может изменить подходы к диагностике заболеваний. Спасибо, что делитесь такими новыми знаниями!
Я никогда не думала о том, что гены могут «предпочитать» одного из родителей. Это действительно важная информация для всех, кто интересуется генетикой.
Спасибо за статью! У меня есть вопросы по поводу того, как эти механизмы могут влиять на эпигенетику. Есть ли у вас на эту тему материалы?
Мне очень понравилась статья! Она помогает лучше понять, как сложна наша генетика. Есть ли примеры, когда это знание уже помогло в медицине?
Интересно, как это открытие может повлиять на исследования рака? Есть ли уже какие-то предварительные результаты?
У меня в семье много разных заболеваний. Теперь мне стало понятнее, почему некоторые из нас не испытывают симптомов. Спасибо за информацию!
Очень интересная тема! Это открытие может быть полезным для разработки новых методов лечения? Будете ли вы делиться дальнейшими результатами исследований?
Спасибо за статью! Я всегда думала, что гены просто передаются от родителей к детям. Теперь понимаю, что тут гораздо больше нюансов!
Сложная тема, но очень важная! Как вы думаете, какие ещё аспекты генетики могут удивить нас в будущем?
Ого, я даже не знала, что гены могут выбирать! Это действительно меняет представление о наследственности. Спасибо за такие интересные исследования!
Эта информация очень актуальна для меня, так как у меня есть дети. Теперь я буду внимательнее относиться к их генетическому здоровью.
Звучит замечательно! Интересно, как эти механизмы могут повлиять на воспроизводство новых технологий в медицине. Есть ли уже какие-то успехи в этой области?
Эта статья заставила меня задуматься о своих собственных генах. Убедитесь, что вы делитесь следующими исследованиями на эту тему!