Большой прогресс позволяет изучать генетические мутации в любых тканях. - Недвижимость, новости недвижимости России

Большой прогресс позволяет изучать генетические мутации в любых тканях.

Впервые ученые получили возможность изучать изменения в ДНК любой ткани человека после решения давних технических проблем, решенных учеными из Института Велкома Сэнгера. Новый метод, называемый секвенированием наночастиц (NanoSeq), позволяет с беспрецедентной точностью изучить, как генетические изменения происходят в тканях человека.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature , представляет собой большой шаг вперед в изучении рака и старения. Используя NanoSeq для изучения образцов крови, толстой кишки, мозга и мышц, исследование также ставит под сомнение идею о том, что деление клеток является основным механизмом, приводящим к генетическим изменениям. Ожидается, что новый метод позволит исследователям изучать влияние канцерогенов на здоровые клетки , причем делать это проще и в гораздо большем масштабе, чем это было возможно до сих пор.

Ткани нашего тела состоят из делящихся и неделящихся клеток . Стволовые клетки обновляются на протяжении всей нашей жизни и несут ответственность за снабжение неделящимися клетками, которые поддерживают работу организма. Подавляющее большинство клеток нашего тела не делятся или делятся очень редко. Они включают гранулоциты в нашей крови, которые производятся миллиардами каждый день и живут очень короткое время, или нейроны в нашем мозгу, которые живут намного дольше.

С возрастом в наших клетках происходят генетические изменения, известные как соматические мутации. Это естественный процесс , при котором клетки приобретают около 15-40 мутаций в год. Большинство этих мутаций безвредны, но некоторые из них могут запустить клетку на путь рака.

С появлением в конце двадцатого века секвенирования генома исследователи рака смогли лучше понять формирование рака и способы его лечения, изучая соматические мутации в ДНК опухоли. В последние годы новые технологии также позволили ученым изучать мутации в стволовых клетках, взятых из здоровых тканей.

Но до сих пор секвенирование генома не было достаточно точным для изучения новых мутаций в неделящихся клетках, а это означает, что соматические мутации в подавляющем большинстве наших клеток было невозможно точно наблюдать.

В этом новом исследовании исследователи из Wellcome Sanger Institute стремились усовершенствовать передовой метод секвенирования, называемый дуплексным секвенированием1. Команда искала ошибки в данных дуплексной последовательности и поняла, что они сконцентрированы на концах фрагментов ДНК, а также имеют другие особенности, указывающие на недостатки в процессе подготовки ДНК к секвенированию.

Затем они внесли улучшения в процесс подготовки ДНК, такие как использование определенных ферментов для более чистого разрезания ДНК, а также усовершенствованные методы биоинформатики. В течение четырех лет точность улучшалась, пока они не достигли менее пяти ошибок на миллиард букв ДНК.

Доктор Роберт Осборн, выпускник института Wellcome Sanger, который руководил разработкой метода, сказал: «Обнаружение соматических мутаций, которые присутствуют только в одной или нескольких клетках, невероятно технически сложно. Вы должны найти изменение одной буквы среди десятки миллионов букв ДНК и предыдущие методы секвенирования были просто недостаточно точными. Поскольку NanoSeq допускает лишь несколько ошибок на миллиард букв ДНК, теперь мы можем точно изучать соматические мутации в любой ткани ».

Команда воспользовалась улучшенной чувствительностью NanoSeq для сравнения скорости и характера мутаций как в стволовых, так и в неделящихся клетках в нескольких типах тканей человека.

Удивительно, но анализ клеток крови обнаружил аналогичное количество мутаций в медленно делящихся стволовых клетках и в более быстро делящихся клетках-предшественниках2. Это предполагает, что деление клеток не является доминирующим процессом, вызывающим мутации в клетках крови. Анализ неделящихся нейронов и редко делящихся клеток из мышц также показал, что мутации накапливаются на протяжении всей жизни в клетках без деления клеток и с той же скоростью, что и клетки в крови.

Доктор Федерико Абаскаль, первый автор статьи из Wellcome Sanger Institute, сказал: «Часто предполагается, что деление клеток является основным фактором возникновения соматических мутаций , при этом большее количество делений создает большее количество мутаций. . Но наш анализ показал, что клетки крови, которые делились во много раз больше, чем другие, имели одинаковые скорости и паттерны мутаций. Это меняет наши представления о мутагенезе и предполагает, что другие биологические механизмы, помимо деления клеток, являются ключевыми ».

Ссылка на основную публикацию