科学家们解开了基因缺陷的秘密
想象一下人体的操作手册,基因组:在这里,单词是基因,字母是DNA,而拼写错误的等价物可能会带来灾难性的后果。
近年来,科学家们对基因组的研究已经越来越精通,但仍有很多东西仍然是神秘的,包括许多基因组的功能基因.
发现这些基因的作用,以及它们如何工作,是理解它们失灵时发生的事情的关键疾病有时死亡。
现在,一组科学家正在利用一个包含14万多人基因信息的庞大数据库,以便更好地了解我们的哪些基因是重要的,以及我们如何更好地瞄准药物来治疗遗传疾病。
数据库本身就是一个里程碑。它被称为基因组聚合数据库或gnomAD(发音为nomad),包含超过15000个完整的基因组序列——相当于一个完整的基因组序列说明书-超过125000个完整的外显子组序列,类似于一套指导方针中的关键点人体.
在周三发表在期刊上的七篇论文中自然,自然通讯而且自然医学在美国,科学家们梳理了gnomAD的数据,重点关注一种能有效破坏该基因的拼写错误。
在我们的基因组中,我们都有一些这样的错误,被称为功能缺失变异。但在大多数情况下,它们会关闭或破坏一个基因,而不会产生不良影响。例如,我们的嗅觉可能会减弱,但在其他方面是健康的。
但当这些错误发生在更重要的基因上时,它们可能会导致严重的疾病。
寻找药物靶点
具有这些重要基因变异的人通常不会将其遗传给下一代,因为他们英年早逝或无法生育。
这意味着科学家可以搜索像gnomAD这样的巨大数据集,寻找变异比预期少的基因。
他们可以推断,这些基因对我们的健康一定很重要,因为它们的变体并没有通过自然选择遗传下来。
gnomAD项目的负责人丹尼尔·麦克阿瑟(Daniel MacArthur)说:“有了14.4万人,我们就有了足够大的数量,如果我们没有在某一特定基因中看到功能丧失的变异,这就告诉我们,携带这种基因破碎副本的人正在从人群中消失,这可能是严重遗传疾病的结果。”
“我们不能确切地说出这种疾病是什么,但这告诉我们,这种特定的基因可能在某些方面很重要,”七篇论文中的六篇的资深作者麦克阿瑟补充说,他在哈佛大学和麻省理工学院的布罗德研究所进行了这项研究。
知道哪些基因在疾病中很重要不仅提供了目标新药但也能说明一种新疗法是否安全。
这是Eric Vallabh Minikel的研究重点,他正在Broad研究所研究一种叫做朊病毒病的罕见疾病。
这项研究是对米尼克个人的。他的岳母死于这种疾病,而他的妻子,同为科学家,携带着基因突变,这意味着她很可能也会患上这种疾病。
他和他的妻子想找到一种可以预防这种疾病的药物,通过检测自然发生的基因失活,可以深入了解这种新疗法可能产生的副作用。
他对法新社表示:“如果我们用靶向该基因的药物治疗患者,DNA变化使基因失活的影响可以帮助预测可能发生的情况。”
需要更大的数据集
同样,另一个研究小组利用这些数据来预测关闭与帕金森症相关的基因是否会导致副作用。
他们发现,在基因组中,这种基因会因功能缺失的变异而自然关闭,在大多数情况下,他们发现这不会对健康造成有害影响。
这可能表明一种针对该基因的药物可能预防帕金森氏症,但研究人员警告称,还需要进一步的研究。
麦克阿瑟现在是加文研究所人口基因组学中心的主任,他说,要取得进一步的突破,需要比gnomAD更大的数据集,可能涉及数亿人及其健康信息。
“我们需要这类信息……这样我们才能真正开始完全理解所有基因变异的影响基因组人类疾病风险。”
进一步探索
通过人类功能丧失的遗传变异来评估药物靶点,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2267 - z,www.nature.com/articles/s41586 - 020 - 2267 - z
为医学和种群遗传学提供结构变异参考,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2267 - z,www.nature.com/articles/s41586 - 020 - 2287 - 8
转录本表达感知注释改善了罕见变体的解释,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2267 - z,www.nature.com/articles/s41586 - 020 - 2329 - 2
LRRK2功能缺失变异对人类的影响,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2267 - z,www.nature.com/articles/s41591 - 020 - 0893 - 5
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