Атлас расправил плечи

Для чего нужен комплексный генетический атлас человека

Понять, почему у людей есть восприимчивость к различным заболеваниям, и уточнить механизмы генетической изменчивости поможет комплексный генетический атлас человека. Участие в его составлении принимает и исследователь из МГУ.

Исследователи, принимающие участие в проекте GTEx Project (The Genotype-Tissue Expression Project), в рамках которого они занимаются созданием комплексного атласа экспрессии генов человека, опубликовали первые результаты своих исследований в одном из самых престижных научных журналов Science.

Приведенные данные помогут лучше понять механизмы генетической изменчивости, а как следствие, и восприимчивости людей к различным заболеваниям.

В трех статьях представителей GTEx Project, которые явились результатом двухлетней работы, рассказывается, как генетические варианты управляют тем, как и когда «включаются» и «выключаются» гены в разных тканях, а также о том, как они предрасполагают людей к раку, диабету и сердечно-сосудистым заболеваниям. В числе авторов и доцент факультета биоинженерии и биоинформатики Дмитрий Первушин, который также работает в Центре регуляции генома и Университете Помпеу Фабра в Барселоне. Его роль в этом проекте заключалась в нахождении и характеризации микроэкзонов — коротких фрагментов генома, экспрессирующихся преимущественно в мозге.

В статье, одним из авторов которой он является, рассказывается о том, как меняется экспрессия генов в зависимости от органов и тканей. В частности, исследователям удалось установить, что генетическая активность преимущественно отличается в органах и тканях.

При этом у отдельных людей большинство генов экспрессируется схожим образом, а отличия наблюдаются лишь в 5% случаев в зависимости от пола, возраста и этнической принадлежности человека.

Так, половой принадлежностью обусловлена работа более 750 генов, большинство из которых связаны с молочной железой. При этом отличия в генетической экспрессии африканцев и европейцев связаны с кожей. Кроме того, ученые изучили порядка 2 тыс. генов, наличие или отсутствие которых обусловлено возрастом.

В целом они представляют порядка 10% всех генов человека. Среди них имеются и гены, которые связаны с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Наконец, исследователи смогли установить, что, даже если в различных органах и тканях экспрессия одних и тех же генов происходит по-разному, число генов, экспрессирующихся лишь в определенных тканях и органах, довольно мало.

Сам по себе проект GTEx — явление уникальное. Предполагается, что в рамках проекта будут изучены образцы тканей 900 людей, которые перед смертью согласились стать донорами. В качестве образцов для исследований берется порядка 30 фрагментов тканей и органов. При этом ученые анализируют геномную ДНК и экспрессию, то есть РНК.

Исследователи уверены, что чем больше образцов они изучат, тем более точный атлас экспрессии генов человека смогут создать. Например, сравнивая генетические варианты людей с определенным заболеванием с генетическими вариантами тех, кто этим заболеванием не болел, ученые смогут понять, чем обусловлены эти заболевания и предрасположенность к ним.

Предполагается, что в течение 2015 года число доноров проекта станет равно 1 тыс. человек, а ученые получат для исследований порядка 20 тыс. образцов тканей. Подобные масштабы делают проект GTEx уникальным не только в сфере исследований, но и по логистике.