Ученые обнаружили, что «неправильное поведение генов» — когда гены активны, когда они должны быть выключены — является на удивление распространенным явлением в здоровой популяции людей.

Команда также выявила несколько механизмов, лежащих в основе этих ошибок активности генов. Это может помочь в разработке подходов точной медицины и позволит разработать таргетные терапии для исправления экспрессии.

Исследователи из Института Уэллкома Сэнгера, Кембриджского университета и AstraZeneca впервые изучили активность неактивных генов в большой здоровой популяции. Хотя это редкость на уровне отдельных генов, они обнаружили, что неправильная экспрессия широко распространена в образцах и затрагивает более половины генов , которые должны быть неактивными.

Результаты, опубликованные 24 июля в American Journal of Human Genetics , проливают новый свет на то, как работает наш генетический код. Этот подход может быть использован в будущих исследованиях для изучения различных сложных заболеваний.

Геном человека содержит около 19 900 генов. Эти гены являются частью инструкции для наших тел, кодируя белки, необходимые для выполнения функций клеток. Правильная регуляция генов подразумевает включение и выключение этих инструкций генов по мере необходимости, в зависимости от конкретной роли клетки или факторов окружающей среды. Когда эта регуляция дает сбой и обычно неактивный ген активируется или «экспрессируется», это может нарушить нормальную функцию клетки.

Хотя ранее была установлена ​​связь между неправильной экспрессией генов и несколькими редкими заболеваниями , такими как врожденные синдромы конечностей, неизвестно, как часто и почему это может происходить в общей популяции.

В этом новом исследовании ученые проанализировали образцы крови 4568 здоровых людей из исследования INTERVAL. Они использовали передовые методы секвенирования РНК для измерения активности генов и секвенирования всего генома для выявления генетических изменений, стоящих за нерегулярной активностью генов.

Команда обнаружила, что хотя события неправильной экспрессии были редки на уровне отдельных генов (встречались только в 0,07% генов), почти все образцы (96%) имели некоторую неправильную экспрессию, причем более половины обычно неактивных генов демонстрировали неправильную экспрессию. Они также обнаружили, что эти события могут быть вызваны редкими структурными изменениями в ДНК.

Хотя эти результаты показывают, что неправильное поведение генов распространено, оно не всегда может приводить к проблемам со здоровьем. Это новое понимание распространенности и механизмов неправильной экспрессии генов дает ценный инструмент для дальнейшего изучения сложностей генетики и болезней человека. Это может помочь в диагностике и разработке методов лечения состояний, вызванных неправильной экспрессией.

Томас Вандерстихеле, первый автор исследования в Институте Уэллкома Сэнгера, сказал: «До сих пор мы рассматривали риск заболеваний через призму высокоактивных генов. Наше исследование показывает, что «необычная» активность генов встречается гораздо чаще, чем считалось ранее, и нам необходимо рассмотреть полную картину, включая гены, которые не должны быть активными, но иногда активируются. Это большой шаг к более персонализированному здравоохранению, позволяющий более полно понять все способы, которыми наши гены влияют на наше здоровье».

Доктор Кэти Бернхэм, автор исследования в Институте Уэллкома Сэнгера, сказала: «Интересно, что хотя более половины генов иногда неправильно экспрессируются, мы обнаружили, что некоторые критические гены, особенно те, которые управляют развитием, редко совершают такие ошибки. Это говорит о том, что когда эти важные гены неправильно экспрессируются, последствия для здоровья и болезней , вероятно, будут более серьезными».

Доктор Эмма Дэвенпорт, старший автор исследования в Институте Сэнгера Wellcome, сказала: «Работа этого новаторского крупномасштабного исследования является свидетельством невероятной «геномной экосистемы» в Кембридже, которая объединила экспертов из Института Сэнгера, Кембриджского университета и AstraZeneca. Результаты открывают возможности для исследования неправильной экспрессии генов в различных тканях, чтобы понять ее роль в различных заболеваниях и потенциальных методах лечения».