Jokaisella ihmisellä on tuhansia geneettisiä mutaatioita, jotka tietyissä olosuhteissa voivat aiheuttaa vakavia sairauksia, mukaan lukien syöpä. Jotkut huonoista geeneistä perivät vanhemmiltaan, kun taas toiset syntyivät spontaanisti alkion muodostumisen vaiheessa. Ja jos geenivirhettä on melkein mahdoton korjata, niin on nyt todellinen estää mutaatioiden leviäminen lapsille. RIA Novosti kertoo, kuinka lääketieteellinen genetiikka auttaa luomaan terveiden ihmisten sukupolven.
”Minun käytännössäni oli yksi suuri perhe Samarasta, joka kärsi perinnöllisestä motorisesta sensorisesta neuropatiasta (HMSN). Tämä sairaus on epämiellyttävä, mutta ei tappava. Ensimmäiset oireet ilmenevät lapsuudessa; kuusikymmentävuotiaksi potilas on jo pyörätuolissa. Taudin aiheuttavan geenin tunnistaminen kesti noin viisitoista vuotta. Taudin molekyylinen syy tunnistettiin vuonna 2015. Tämän perheen eri haaroille on jo suoritettu kuusi varhaista synnytystä. Valitettavasti kaikilla ei ole suotuisaa ennustetta. Tässä tapauksessa raskaus päättyy. Mutta seurauksena kaikki nämä ihmiset synnyttivät terveitä vauvoja. Kuvittele, viisi perheen sukupolvea kärsi HMSN: stä, ja heidän jälkeläisillään ei enää ole tätä mutaatiota”, sanoo laboratoriogeneetikko Olga Shchagina.
Hän johtaa lääketieteellisen geenitutkimuskeskuksen (MGSC) molekyyligeneettisen diagnostiikan laboratoriota. Juuri täällä, venäläisen lääketieteellisen genetiikan pyhien puolella venäläisten genomit puretaan, jotta niiden DNA: sta löydettäisiin aikapommi. Laboratorio sijaitsee Moskovan valtion tiedekeskuksen kahdessa kerroksessa ja koostuu useista erillisistä huoneista. Potilaasta otetut biologiset näytteet (useimmiten veri) kulkevat kunkin näytteen läpi ennen kuin lääkäri tietää mitä geeneissä piilee.
DNA-pilvi
Ensinnäkin laboratoriotyöntekijät eristävät DNA: n solujen ytimestä lisäämällä aineita, jotka tuhoavat solukalvon vereen. Saatu DNA puhdistetaan hajoamistuotteista käyttämällä isopropyyliä ja etyylialkoholia.
"Odota, nyt näet kaiken", Shchagina hymyilee, rokkaten varovasti pientä koeputkea värittömällä alkoholiliuoksella.
Suorista rytmisistä liikkeistä koeputken keskellä muodostuu pieni valkoinen pilvi.
Mainosvideo:
Tämä on DNA. Se on väritön, mutta näin voimme nähdä sen hetkeksi”, hän selittää.
Yritykset valokuvata spiraalia ovat epäonnistuneet, pilvi katoaa niin nopeasti kuin muodostui. Koeputki, jossa on kirkas neste ja sen sisältämä happo, lähetetään sentrifugiin, joka erottaa biologisen molekyylin alkoholista.
Spontaanit kemialliset muutokset DNA-rakenteessa johtavat mutaatioihin / Depositphotos / rob3000.
Kerro ja lue
Muutamaa minuuttia myöhemmin laboratorion työntekijät ottavat sentrifugista puhdistettua DNA: ta sisältävät putket ja vievät toiseen huoneeseen, jossa molekyyli kerrotaan, merkitään ja saatetaan tilaan, jossa se voidaan lukea sekvensserissä - genomin salakoneessa.
”Jos haluamme lukea pienen kappaleen geenistä, teemme Sanger-sekvensoinnin. Muuten, juuri tällä tavalla vuonna 2003 ihmisen DNA: n sekvenssi purettiin. Hajotamme geenin pieniksi fragmenteiksi, levitämme niitä käyttämällä polymeraasiketjureaktiota ja saamme erittäin suuren määrän kopioita tutkimukselle. Tämä menetelmä toimii, kun ymmärrämme minne etsiä. Esimerkiksi tiedetään, että fenyyliketonuria aiheuttaa 95 prosentilla tapauksista PAH-geenin mutaatio. Jos joudut lukemaan useita geenejä kerralla tai jopa koko genomi, käytetään uuden sukupolven sekvensointia”, Shchagina sanoo.
Useat pienet harmaat laitteet, joissa on sisäänrakennetut näytöt MGNT-laitteiden ensimmäisen kerroksen tilavassa huoneessa, ovat uusimman sukupolven sekvenssereitä. Niitä johtaa hauras Olga Mironovich, Moskovan valtion tiedekeskuksen DNA-diagnostiikan laboratorion tutkija.
"Sekoitamme reagenssit valmistettujen DNA-näytteiden kanssa, asetamme ne sekvensseriin ja laitamme sinne erityisen sirun. Reagenssit ja DNA siirretään sirulle, ja kaikki tämä on valokuvattu monta, monta kertaa. Ohjelmisto muuntaa otetut kuvat tiedoiksi, jotka voidaan lukea ja tulkita. " Mironovich sulkee varovasti laitteen kannen ja käynnistää sekvensserin.
”Tämä DNA: ta tullaan purkamaan kaksikymmentäyksessä tunnissa. Sitten bioinformatiikka tulkitsee tulokset”, hän lisää.
Oppinut lukemaan, mutta ei aina ymmärtänyt
”Exomen eli proteiinien koodaamisesta vastaavien geenien analysointi kestää vähintään kolme viikkoa. Näin on, jos kaikki meni hyvin kaikissa vaiheissa, ja kliinisestä historiasta on enemmän tai vähemmän selvää, mitä kannattaa etsiä. Venäjällä ja koko maailmassa ei ole paljon asiantuntijoita, jotka kykenevät ymmärtämään dekoodatut geenit”, selittää geneetikko Oksana Ryzhkova, Moskovan valtion tieteellisen keskuksen yhteisen käytön keskuksen johtaja.
Se on hänen ja hänen työntekijöidensä, joihin tiedot sekvensseristä saa sen jälkeen, kun se on lopettanut työskentelyn.
”Katso, tietokoneellani on tulokset potilaan kliinisen eksomeen purkamisesta - 6300 geeniä, joiden patogeeniset variantit johtavat perinnöllisten sairauksien kehittymiseen. Nämä ovat tunnistetut muutokset verrattuna vertailugenomiin (genomistandardi, jonka tutkijat ovat laatineet yleisenä edustavana esimerkkinä geenikoodista). Yhteensä 13 129 vaihtoa. On erittäin vaikea selvittää, mikä näistä vaihtoehdoista on sairauden syy. Siksi olemme yhteydessä kansainvälisiin tietokantoihin, joissa esitetään sekä geenien patogeeniset variantit että niihin liittyvät sairaudet ja variantit, jotka kuvataan hyvänlaatuisiksi, jotka eivät johda kliinisiin oireisiin, ja vertaa varianttejamme niihin. Patogeenisyyden, esiintymistiheyden ja monien muiden "suodatusvaiheen" jälkeen jäljelle jää 15-30 muutosta. Lisäksi analysoimme niitä mahdollisimman yksityiskohtaisesti,käyttämällä lisätietokantoja ja ohjelmia patogeenisyyden määrittämiseksi, lue artikkeleita, vertaa potilaan oireita kirjallisuudessa kuvattuihin. Vasta tämän jälkeen voimme päätellä, mikä variantti aiheutti taudin”, Ryzhkova selventää.
Kuinka perinnölliset sairaudet löydetään
Jos väitetystä syyllisestä geenistä ei ole tarpeeksi tietoa, geneetikot kääntyvät geenitieteilijöiden puoleen saadakseen apua. Tutkimusryhmä Moskovan valtion tiedekeskuksen funktionaalisen genomin laboratoriosta, joka simuloi elävien organismien mutaatioiden erilaisia variantteja, todistaa tai kiistää hypoteesit tietyistä taudeista vastuussa olevista geeneistä.
Tällaisen tutkimuksen aikana tutkijat löytävät uusia geenisuhteita.
”Kuvailemme joka vuosi noin tusinaa uutta geeniä, jotka ovat vastuussa perinnöllisistä sairauksista. Äskettäin havaittiin, että KIAA1019-geenin mutaatio aiheuttaa sikiön kehityshäiriöitä, jotka eivät sovellu elämään. Pari, jonka kolme raskautta päätettiin varhaisessa vaiheessa, tuli MGNC: hen. Sekvensoimme sikiön DNA: n ja löysimme uusia mutaatioita täysin tutkimatta KIAA1019-geenistä. Solulinjoilla tehdyillä kokeilla he osoittivat, että vanhemmissa löydetyt mutaatiot johtavat KIAA1019-geenin täydelliseen hajoamiseen, mikä aiheuttaa useita sikiön epämuodostumia. Ja kun mutaatio tunnetaan, sitä voidaan manipuloida. Seuraavan raskauden aikana lääkärit suorittivat varhaisen prenataalin diagnoosin, sikiö osoittautui olevan vain yhden geenin mutaation kantaja. Tämä tarkoittaa, että tähän perheeseen syntyy täysin terve lapsi. Jos mutaatio tuli molemmilta vanhemmiltaraskaus olisi päättynyt”, sanoo funktionaalisen genomiikan laboratorion johtaja Mihail Skoblov.
Skoblov on vakuuttunut siitä, että lääketieteellisen genetiikan tulevaisuus on juuri perinnöllisten geneettisten sairauksien ehkäisemisessä. Potilaat itse noudattavat samanlaisia näkemyksiä. Koko venäläisen orpotauteyhdistyksen puheenjohtajan Irina Myasnikovan mukaan geneettisistä ongelmista kärsivien perheiden olisi voitava suorittaa ilmainen pregestationaalinen ja prenataalinen diagnoosi.
”Tällaisen diagnostiikan ja perinnöllisiä sairauksia sairastavien potilaiden hoidon kustannukset eivät ole verrattavissa toisiinsa. Tämä on hyödyllistä kaikille: sekä valtiolle, koska hoitoon ei tarvitse käyttää resursseja, että perheille, koska heillä on terveitä lapsia”, Myasnikova toteaa.
Alfiya Enikeeva
