Χιλιάδες γονίδια επηρεάζουν τις περισσότερες ασθένειες, αναφέρουν ερευνητές σε μια νέα μελέτη

 

Μια βασική παραδοχή στη μελέτη των γονιδίων που προκαλούν ασθένειες είναι ότι είναι συγκεντρωμένα σε μοριακές οδούς που συνδέονται άμεσα με τη νόσο. Μια ομάδα ερευνητών όμως από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Stanford προτείνει κάτι διαφορετικό.

Η γονιδιακή δραστηριότητα των κυττάρων είναι τόσο ευρέως δικτυωμένη ώστε ουσιαστικά οποιοδήποτε γονίδιο μπορεί να επηρεάσει την ασθένεια, σύμφωνα με τους ερευνητές. Ως αποτέλεσμα, το μεγαλύτερο μέρος της κληρονομικότητας των ασθενειών οφείλεται όχι σε μια μικρή ομάδα βασικών γονιδίων, αλλά σε πολύ μικρές συνεισφορές από τεράστιους αριθμούς περιφερειακών γονιδίων που λειτουργούν εκτός των οδών της νόσου.

Οποιοδήποτε δεδομένο γνώρισμα, φαίνεται, δεν ελέγχεται από ένα μικρό σύνολο βασικών γονιδίων. Αντ’αυτού, σχεδόν κάθε γονίδιο στο γονιδίωμα επηρεάζει τα πάντα για μας. Τα αποτελέσματα μπορεί να είναι ελάχιστα, αλλά προστίθενται.

Οι ερευνητές ονομάζουν την νέα αντίληψη για τα γονίδια που προκαλούν νόσους “ομοιογενές μοντέλο”, για να δείξουν ότι σχεδόν οποιοδήποτε γονίδιο μπορεί να επηρεάσει ασθένειες και άλλα σύνθετα χαρακτηριστικά.

“Σε οποιοδήποτε κύτταρο, μπορεί να υπάρχουν 50 έως 100 γονίδια, με άμεσες επιδράσεις σε ένα δεδομένο γνώρισμα, καθώς επίσης άλλα 10.000 περιφερειακά γονίδια που εκφράζονται στο ίδιο κύτταρο με έμμεσες επιδράσεις στο χαρακτηριστικό αυτό”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Cell.

Κάθε ένα από τα περιφερειακά γονίδια έχει μικρή επίδραση στο γνώρισμα. Αλλά επειδή αυτά τα χιλιάδες γονίδια ξεπερνούν τα βασικά γονίδια κατά τάξεις μεγέθους, οι περισσότερες γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με ασθένειες και άλλα γνωρίσματα προέρχονται από τα χιλιάδες περιφερειακά γονίδια. Έτσι, τα γονίδια των οποίων οι επιπτώσεις στην ασθένεια είναι περισσότερο έμμεσες και μικρές καταλήγουν να ευθύνονται για τα περισσότερα πρότυπα κληρονομιάς της νόσου.

Μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι τα γενετικά πολύπλοκα χαρακτηριστικά γνωρίσματα λειτουργούν κάτω από ένα “πολυγονικό μοντέλο”, στο οποίο κάθε γονίδιο έχει άμεση επίδραση σε ένα χαρακτηριστικό, είτε αυτό το χαρακτηριστικό είναι κάτι σαν ύψος ή μια ασθένεια, όπως ο αυτισμός.

Το πολυγονικό μοντέλο οδηγεί τους ερευνητές να επικεντρωθούν σε ένα σύντομο κατάλογο βασικών γονιδίων, που λειτουργούν σε μοριακές οδούς που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τις ασθένειες. Έτσι, η θεραπευτική έρευνα σημαίνει συνήθως την αντιμετώπιση αυτών των βασικών γονιδίων.

Μια κοινή προσέγγιση για την ανακάλυψη των γονιδίων είναι να κάνουμε μεγαλύτερες και περισσότερες μελέτες συσχετισμού γονιδιώματος, σημειώνουν οι επιστήμονες, αλλά η ερευνητική ομάδα στη νέα της μελέτη δεν υποστηρίζει αυτή την προσέγγιση επειδή τα μεγέθη των δειγμάτων είναι ακριβά, και τα χιλιάδες περιφερειακά γονίδια που αποκαλύπτονται είναι πιθανό να έχουν μικροσκοπικά έμμεσα αποτελέσματα.

Αντ’αυτού, οι ερευνητές στη μελέτη τους συνιστούν τη μετάβαση σε βαθιά αλληλουχία των βασικών γονιδίων για να εντοπίσουν σπάνιες παραλλαγές που μπορεί να έχουν μεγαλύτερα αποτελέσματα. Το “ομοιογενές μοντέλο”, σύμφωνα με τους ερευνητές υπόσχεται να οδηγήσει τη βασική βιολογία σε νέες κατευθύνσεις και σημαίνει ότι οι βιολόγοι πρέπει να σκεφτούν πολύ περισσότερα για τη δομή των δικτύων που συνδέουν τα χιλιάδες των περιφερειακών γονιδίων.

“Εάν αυτό το μοντέλο είναι σωστό”, αναφέρουν επίσης οι ερευνητές στη μελέτη τους, “μας λέει κάτι βαθύ για το πώς λειτουργούν τα κύτταρα, το οποίο πραγματικά δεν καταλαβαίνουμε πολύ καλά και αυτό μας θέτει λίγο πιο μακριά από τη χρήση γενετικών μελετών σύνδεσης θεραπευτικών. Αλλά από την άποψη της κατανόησης του τρόπου με τον οποίο η γενετική κωδικοποιεί τον κίνδυνο της νόσου, είναι πραγματικά σημαντικό να κατανοήσουμε”.

Παραπομπές

Evan A. Boyle, Yang I. Li, Jonathan K. Pritchard. An Expanded View of Complex Traits: From Polygenic to Omnigenic. Cell (2017). DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.038

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *