Изследване с цял геном открива неоткрити досега мутации на шизофрения

Ново проучване, публикувано в Nature Communications, предполага, че ултраредки структурни генетични варианти могат да играят роля при шизофренията.

Повечето генетични изследвания на шизофрения се стремят да разберат ролята на гените в развитието и наследствеността на шизофренията. И докато са направени много открития, все още има много липсващи парчета.

Сега учени от Медицинския факултет на Университета на Северна Каролина (UNC) са провели най-голямото досега изследване на шизофрения с последователност от цели геноми, за да предоставят по-пълна картина на ролята на човешкия геном при това заболяване.

„Нашите резултати предполагат, че ултраредки структурни варианти, които засягат границите на специфична структура на генома, увеличават риска от шизофрения“, каза старшият автор Джин Саткевич, д-р, доцент в катедрата по генетика на UNC.

„Промените в тези граници могат да доведат до нарушаване на регулацията на генната експресия и ние смятаме, че бъдещите механистични изследвания могат да определят точните функционални ефекти на тези варианти върху биологията.“

Предишни изследвания върху генетиката на шизофренията включват предимно използване на общи генетични вариации, известни като SNP (промени в общите генетични последователности и всяка, засягаща един нуклеотид), редки вариации в частта от ДНК, които предоставят инструкции за получаване на протеини, или много големи структурни вариации (промени, засягащи няколкостотин хиляди нуклеотиди).

Тези проучвания дават снимки на генома, тъй като той потенциално се отнася до шизофрения, но оставят голяма част от генома загадка.

В новото проучване изследователският екип разгледа целия геном, използвайки метод, наречен секвениране на целия геном (WGS). Основната причина WGS да не се използва по-широко е, че е много скъпа.

За това проучване международно сътрудничество обедини финансиране от Националния институт за психично здраве и съответстващи средства от шведските лаборатории SciLife за провеждане на дълбоко секвениране на целия геном на 1165 души с шизофрения и 1000 контроли - най-голямото известно WGS изследване на шизофрения някога.

В резултат на това бяха открити досега неоткриваеми мутации в ДНК, които изследователите никога не са виждали досега при шизофрения.

По-специално, констатациите подчертават ролята, която топологично свързаните домейни (TAD) (триизмерна геномна структура) могат да играят за развитието на шизофрения. TAD са отделни региони на генома със строги граници помежду им, които предпазват домейните от взаимодействие с генетичен материал в съседните TAD.

Преместването или нарушаването на тези граници позволява взаимодействия между гени и регулаторни елементи, които обикновено не биха могли да си взаимодействат.

Когато тези взаимодействия се появят, може да има отрицателни резултати в генната експресия, които могат да доведат до вродени дефекти, образуване на рак и нарушения в развитието.

Изследователите откриха, че изключително редки структурни варианти, засягащи границите на TAD в мозъка, се срещат значително по-често при хора с шизофрения, отколкото при тези без него. Структурните варианти са големи мутации, които могат да включват липсващи или дублирани генетични последователности или последователности, които не са в типичния геном.

Това откритие предполага, че неправилно поставените или липсващи граници на TAD могат да допринесат за развитието на шизофрения, а структурно вариантите, засягащи TAD, могат да бъдат основни кандидати за бъдещи изследвания на шизофрения.

„Възможно бъдещо разследване би било да се работи с клетки, получени от пациент с тези засягащи TAD мутации и да се разбере какво точно се е случило на молекулярно ниво“, каза Szatkiewicz, помощник-професор по психиатрия в UNC.

„В бъдеще бихме могли да използваме тази информация за ефектите на TAD, за да подпомогнем разработването на лекарства или прецизни лечения, които могат да поправят нарушените TAD или засегнатите генни експресии, което може да подобри резултатите за пациентите.“

Източник: University of North Carolina Health Care