Sveobuhvatna genetska studija koja se temelji na podacima više od 900 000 ljudi otkriva da neki dijelovi DNA s vremenom postaju sve nestabilniji. Ta područja sastoje se od vrlo kratkih genetskih sekvenci koje se ponavljaju iznova i iznova, a istraživanje pokazuje da se one obično produžuju kako ljudi stare.

Znanstvenici su također otkrili da uobičajene nasljedne genetske razlike mogu dramatično utjecati na brzinu ovog širenja, pri čemu neki ljudi doživljavaju promjene i do četiri puta brže od drugih. U određenim slučajevima, proširena ponavljanja DNA bila su snažno povezana s ozbiljnim zdravstvenim problemima, uključujući zatajenje bubrega i bolesti jetre.

Zašto su proširena ponavljanja DNA važna za zdravlje

Već je poznato da proširena ponavljanja DNA uzrokuju više od 60 nasljednih poremećaja. Ta stanja nastaju kada ponavljajuće genetske sekvence prerastu sigurnu duljinu i poremete normalnu funkciju stanica. Poznati primjeri uključuju Huntingtonovu bolest, miotoničnu distrofiju i neke oblike ALS-a, piše SciTechDaily.

Iako većina ljudi nosi ponavljanja DNA koja se polako šire tijekom života, znanstvenici nisu u potpunosti ispitali koliko je raširena ta nestabilnost ili koji geni na nju utječu koristeći podatke o populaciji velikih razmjera. Ovo novo istraživanje pokazuje da je širenje ponavljanja daleko češće nego što se prije mislilo. Također identificira desetke gena uključenih u kontrolu procesa, nudeći obećavajuće nove smjerove za tretmane osmišljene za usporavanje napredovanja bolesti.

Zdravlje Znanstvenici su pomoću umjetne inteligencije otkrili kako poremećaji u strukturi DNA pokreću razvoj raka krvi

Kako su istraživači analizirali gotovo milijun genoma

Znanstvenici s UCLA-e, Broad Instituta i Medicinskog fakulteta Harvard ispitali su podatke sekvenciranja cijelog genoma od 490 416 sudionika u UK Biobank i 414 830 sudionika u istraživačkom programu All of Us. Kako bi to učinili, stvorili su nove računalne alate sposobne za otkrivanje i mjerenje duljine i nestabilnosti ponavljanja DNA koristeći standardne podatke sekvenciranja.

Tim je analizirao 356 131 varijabilno mjesto ponavljanja u genomu. Pratili su kako se ta ponavljanja mijenjaju s godinama u krvnim stanicama i identificirali naslijeđene genetske varijante koje su utjecale na brzinu širenja ponavljanja. Istraživači su također tražili veze između širenja ponavljanja i tisuća ishoda bolesti kako bi otkrili prethodno nepoznate veze s bolestima.

što biste trebali izbjegavati 7 uobičajenih navika koje mogu naštetiti vašim bubrezima

Ključna otkrića studije

Analiza je pokazala da se uobičajeni DNA ponavljanja u krvnim stanicama dosljedno šire s godinama. Istraživači su identificirali 29 regija genoma gdje naslijeđene genetske varijante mijenjaju brzinu širenja ponavljanja. Razlika između osoba s najvišim i najnižim rezultatima genetskog rizika dosegla je čak četverostruku promjenu.

Jedan neočekivani nalaz bio je da isti geni za popravak DNA nisu djelovali jednoliko. Genetske varijante koje su stabilizirale određena ponavljanja uzrokovale su nestabilnost u drugima. To sugerira da se procesi popravka DNA mogu ponašati vrlo različito ovisno o genetskom kontekstu.

Studija je također otkrila prethodno neprepoznati poremećaj širenja ponavljanja. Ekspanzije u genu GLS, koje se javljaju kod oko 0,03 % ljudi, povezane su s četrnaesterostrukim povećanjem rizika od teške bolesti bubrega i trostrukim povećanjem rizika od bolesti jetre.

Rezultati sugeriraju da bi mjerenje širenja DNA ponavljanja u krvi moglo poslužiti kao koristan biomarker za procjenu budućih tretmana usmjerenih na usporavanje rasta ponavljanja kod stanja poput Huntingtonove bolesti. Računalne metode razvijene za ovaj rad sada se mogu primijeniti na druge velike skupove podataka biobanki kako bi se identificirali dodatni nestabilni ponavljanja i povezanosti s bolestima.

Istraživači napominju da će biti potrebna detaljnija laboratorijska istraživanja kako bi se objasnilo zašto isti genetski modifikatori mogu imati suprotne učinke na različita ponavljanja DNA. Razumijevanje kako putovi popravka DNA djeluju u različitim tipovima stanica i genetskim pozadinama bit će ključno. Novo identificirana bolest bubrega i jetre povezana s GLS-om također povećava mogućnost da drugi poremećaji širenja ponavljanja ostaju skriveni u postojećim genetskim podacima.

"Otkrili smo da većina ljudskih genoma sadrži elemente ponavljanja koji se šire kako starimo", rekla je Margaux L. A. Hujoel, dr. sc., glavna autorica studije i docentica na Odjelu za ljudsku genetiku i računalnu medicinu na Medicinskom fakultetu David Geffen na UCLA.

"Snažna genetska kontrola ovog širenja, pri čemu se ponavljanja nekih pojedinaca šire četiri puta brže od drugih, ukazuje na mogućnosti terapijske intervencije. Ovi prirodno prisutni genetski modifikatori pokazuju nam koji molekularni putovi mogu biti usmjereni kako bi se usporilo širenje ponavljanja u bolesti", dodala je.

kardiometabolički faktori rizika 3 najsmrtonosnija faktora rizika za najčešću bolest jetre na svijetu