Oleme ainulaadsemad, kui usume

Genoomi variatsioonidel on tugevam mõju, kui seni arvati

Kahe inimese DNA erineb vaid minimaalselt - nende erinevuste mõju ulatub aga hämmastavalt kaugele. © Thinkstock
ettelugemist

Mõjutavad erinevused: Fakt, et geneetiline materjal erineb inimeselt, pole midagi uut. Kuid üks uuring näitab nüüd, et nende geneetiliste variatsioonide mõju näib olevat palju tugevam kui seni arvati. Nende tõttu erinevad kahe inimese valgud keskmiselt 20 000 ehituskivi järgi - ja need variandid mõjutavad nende valkude funktsiooni märkimisväärselt, nagu uurijate simulatsioonid näitavad.

Meie geneetiline käsiraamat hõlmab kolme miljardit tähte ja trükiks mõned raamatud. Sellegipoolest sobib see mugavalt meie organismi väikseimasse ühikusse: meie rakkudesse. Seal toimib DNA kui plaan aminohapete valkudeks sünteesimiseks - bioloogilisteks molekulideks, mis pakuvad inimkehas metabolismi, kasvu ja uuenemist. Ilma nendeta ei töötaks ükski meie kärg.

99 protsenti sellest plaanist on kõigi inimeste jaoks ühesugune. Erinevusi muudavad vaid mõned variatsioonid. Näiteks otsustate, kas oleme mees või naine, millised isiksuseomadused meid iseloomustavad või kui vastuvõtlikud oleme teatud füüsiliste ja vaimsete haiguste suhtes. Kuid näib, et nende geneetiliste erinevuste mõju ületab teadaolevat tunduvalt, nagu uuring näitab.

Variandid mõjuga?

Burkhard Rost Müncheni tehnikaülikoolist ja tema kolleegid uurisid uurimiseks 60 000 inimese verd. Üllatavalt leidsid nad, et valgud erinevad tervete isendite vahel arvatust tugevamalt. Seega varieerub kahes sõltumatus inimeses keskmiselt 20 000 aminohapet sisaldav ehitusplokk. Inglise keeles nimetatakse neid variante ühe aminohappe variantideks, lühikesteks SAV-ideks.

"Siiani usuvad paljud eksperdid, et enamik neist variantidest ei muuda midagi olulist valkude toimimises, " teatab Rost. Aga kas see on tõsi? SAV-ide mõju ennustamiseks simuleerisid teadlased nende variantide mõju arvutisse. Kuna eksperimentaalsed andmed on saadaval vähem kui 0, 01 protsendi SAVide kohta. kuva

Meeskonna arvutiprogramm kasutas neid andmeid aga selleks, et ennustada mõju 99, 99 protsendile kõigist variantidest, mille kohta pole midagi teada. "Lisaks statistilistele meetoditele kasutame tehisintellekti, eriti masinõpet ja närvivõrke, " ütleb Rosti kolleeg Yannick Mahlich.

Hämmastavalt võimas efekt

Tulemus üllatas teadlasi: miljonite SAV-de korral tervete inimeste valkudes ennustasid mudelarvutused tugevat mõju. Valkude struktuuri muutused, mis esinevad sagedamini, st enam kui viiel protsendil elanikkonnast, mõjutavad raku funktsiooni ka rohkem kui haruldased Variatsioonid, mida võib täheldada vähem kui ühe protsendi elanikkonnast.

Kuidas need mõjud täpselt välja näevad, ei saa teadlased tulemusi lugeda. Näiteks võivad variatsioonid mõjutada seda, kui hästi suudame haiseda, põhjustada muutunud ainevahetust või põhjustada patogeenide immuunsust. Samuti võiksid nad kindlaks teha, kuidas inimene reageerib keskkonnamõjudele või ravimitele.

Isikupärastatud meditsiini impulss

"Tõenäoliselt pole ükski neist mõjudest meie jaoks igapäevaelus äratuntav, " ütleb Rost. "Kuid mõned võivad teatud tingimustel muutuda aktuaalseks, näiteks siis, kui võtame esimest korda teatud ravimit või oleme teatud mõju all. Valkude koostise ja funktsiooni erinevuste mõju uurimine on alles alanud.",

Uued leiud on uue isikupärastatud ravimi jaoks oluline impulss: "Täna on juba võimalik tuletada DNAst üksikute valkude funktsioone. Tulevikus on selle teabe põhjal võimalik ka tuletada, millised toitumisalased ja millised meditsiinilised toimeained on inimese jaoks kõige paremad. "(Scientific Reports, 2017; doi: 10.1038 / s41598-017-01054- 2)

(Müncheni tehnikaülikool, 19.06.2017 - DAL)