Große Datensätze lokalisieren, neue Regionen zu erkunden, die das Genom für Krankheit

Große Datensätze lokalisieren, neue Regionen zu erkunden, die das Genom für Krankheit

2018-12-11

Stellen Sie sich Regen auf einen Quadratmeter Bürgersteig. Während die regentropfen erscheinen zu landen, zufällig, im Laufe der Zeit einen patch der Bürgersteig irgendwie trocken bleibt. Das entstehende Muster schlägt vor, etwas besonderes über diese region. Diese Analogie ist vergleichbar mit einer neuen Methode, entwickelt von Forschern an der University of Utah Health. Sie erkundet weit mehr als 100.000 gesunde Menschen zu identifizieren, die Regionen unserer Gene, die intolerant sind, sich zu ändern. Sie glauben, dass DNA-Mutationen in diesen „eingeschränkten“ Regionen kann es zu schweren pädiatrischen Erkrankungen.

„Statt sich auf, wo DNA-Veränderungen sind, suchten wir uns Teile von Genen, in denen DNA-Veränderungen sind nicht,“ sagte Aaron Quinlan, Ph. D., außerordentlicher professor der Humangenetik und der Biomedizinischen informatik an der U von U Gesundheit und associate director des USTAR-Center für Genetische Entdeckung. „Unser Modell sucht, für die Ausnahmen von der Regel dichten die genetische variation in diesem massiven dataset zu offenbaren eingeschränkt Regionen von Genen, die frei von variation ist. Wir glauben, dass diese Regionen kann tödlich sein oder die Ursache für die extremen Phänotypen der Krankheit, wenn Sie mutiert.“

Dieser Ansatz ist konzeptionell einfach, nur vor kurzem hat es ausgereicht, die menschliche Genome zur Verfügung, um Sie geschehen. Diese neuen, unveränderlichen erstreckt sich offenbaren kann neue Krankheit-verursachenden Gene und kann verwendet werden, um zu helfen lokalisieren die Ursache der Krankheit in Patienten mit Entwicklungsstörungen. Die Ergebnisse dieser Studie sind online verfügbar im Dezember 10 Ausgabe der Zeitschrift Nature Genetics.

Laut Quinlan, Gene, die bisher nicht mit der Krankheit assoziiert beherbergen oft eine oder mehr sehr eingeschränkt Regionen. Eine mutation in diesen Regionen könnte die Krankheit verursachen.

„Wir sind zuversichtlich, dass diese Gene spielen eine Rolle in der Entwicklung der Krankheit, aber aktuell wissen wir wenig über Ihre Rolle,“, sagte Quinlan, senior-Autor auf dem Papier. „Das ist, wo die spannende Potenzial für Entdeckungen ist.“

Viele der sehr stark eingeschränkten Regionen angereichert für Gene, die mit Entwicklungsstörungen, einschließlich Entwicklungsstörungen, Anfallsleiden und angeborene Herzfehler. Diese information gibt dem team zuversicht, dass die Methode ist sehr aufschlussreich wirklich eingeschränkt Regionen von Genen.

Sein team erstellt eine detaillierte Karte von dieser eingeschränkten Regionen mit mehr als 120.000 Genome gewonnen aus der Genom-Aggregation-Datenbank (gnomAD), ein Projekt, das eine massive Katalog der menschlichen genetischen variation erkannt exome und genome sequencing Daten aus einer Vielzahl von large-scale Sequenzierung Projekte.

Die Karten zeigen sowohl krankheitsauslösende Varianten und de-novo-Mutationen zugrunde, dass Entwicklungsstörungen. Dieser Ansatz öffnet die Tür, um neue kodierenden Regionen, um zu studieren-Krankheit.

„Ein gen als ganzes in der Lage sein könnte, zu tolerieren variation, aber variation in einem kritischen Abschnitt [die eingeschränkte region] kann schwerwiegende Entwicklungsstörungen Folgen“, sagte James Havrilla, der erste Autor auf dem Papier und student im Aufbaustudium in Quinlan ‚ s lab.

Quinlan, warnt, dass das Modell nur angetrieben zu finden extreme Phänotypen, wie Entwicklungsstörungen verantwortlich für die geistige Behinderung, Anfallsleiden, Gesichts-Fehlbildungen und Probleme mit Herz-Entwicklung. Das Modell ist nicht ausreichend, um zu identifizieren, die Regionen der Gene für die großen Volkskrankheiten, wie diabetes oder koronare Herzkrankheit. Darüber hinaus stützt sich die Studie vor allem bei Personen mit europäischer Abstammung.