Novo žarište mutacija pronađeno u ljudskom genomu

Istraživači su otkrili nove regione ljudskog genoma posebno podložne mutacijama. Ovi izmenjeni segmenti DNK mogu se preneti na buduće generacije i važni su za proučavanje genetike i bolesti, piše EurekAlert!

Regioni se nalaze na početnim tačkama gena, mestima na kojima počinje transkripcija. To su sekvence na kojima ćelijska mašinerija počinje da kopira DNK u RNK. Prvih 100 baznih parova nakon početne tačke gena su 35 odsto podložniji mutacijama u poređenju sa onim što bi se očekivalo pukom slučajnošću, navodi se u studiji objavljenoj u Nature Communications.

Preporučujemo

- Ove sekvence su izuzetno sklone mutacijama i spadaju među funkcionalno najvažnije regione u celom ljudskom genomu, zajedno sa sekvencama koje kodiraju proteine – rekao je dr Donate Veghorn, jedan od autora studije i istraživač u Centru za genomsku regulaciju u Barseloni.

Studija je otkrila da se mnoge od ovih prekomernih mutacija pojavljuju odmah nakon začeća, tokom prvih nekoliko ciklusa ćelijske deobe u ljudskom embrionu. Poznate i kao mozaične mutacije, ove promene u DNK sekvenci završavaju u nekim ćelijama, ali ne i u drugima, i deo su razloga zašto je ovo mutaciono žarište ostalo neotkriveno do sada.

Roditelj može nositi mutacije koje doprinose bolesti, a da pritom nema simptome, jer se promena nalazi samo u određenim ćelijama ili tkivima. Međutim, oni i dalje mogu preneti mutaciju putem jajnih ćelija ili spermatozoida. Dete tada nosi tu mutaciju u svim svojim ćelijama, što bi moglo uzrokovati bolest.

Istraživači su do ovog otkrića došli analizirajući mesta početka transkripcije u 150.000 ljudskih genoma iz Britanske Biobanke i 75.000 iz Baze podataka agregacije genoma (gnomAD). Uporedili su rezultate sa podacima koji su uključivali informacije o mutacijama iz 11 odvojenih porodičnih studija.

Foto: Shutterstock/ideadesign

Otkrili su da su mnoga početna mesta gena širom ljudskog genoma imala povećan broj mutacija. Kada su istraživači detaljnije pogledali, otkrili su da su najviše pogođeni regioni bili početne tačke skupova gena povezanih sa karcinomom, funkcijom mozga i poremećajima u razvoju udova.

Verovatno je da su ove mutacije štetne. Studija je otkrila značajan višak mutacija blizu početnih mesta kada su posmatrane ekstremno retke varijante, koje su obično veoma skorašnje mutacije. Taj višak se smanjivao kada su posmatrane starije, češće varijante, što sugeriše da prirodna selekcija filtrira (uklanja) te mutacije. Drugim rečima, manje je verovatno da će porodice sa mutacijama na početnim mestima gena, posebno onih povezanih sa rakom i funkcijom mozga, te mutacije preneti dalje. Kroz generacije, mutacije se ne zadržavaju.

Ova studija može pomoći u izbegavanju pogrešnih zaključaka proizašlih iz mutacionih modela. To su alati koji pomažu genetičarima da odrede koliko se mutacija očekuje u određenim regionima genoma ako ne postoje nikakvi posebni uticaji. Klinički, ta osnovna vrednost (baseline) se koristi da bi se odredilo na koje varijante treba obratiti pažnju, a koje treba staviti u drugi plan.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)