Betegségek titkait rejtik a genom néma szakaszai

Kanadai kutatók mesterséges intelligenciával keresik a rákhoz, az autizmushoz és egyéb betegségekhez vezető mutációkat a genom szürke zónáiban.

„A genom. Megvan a könyv. Nehéz olvasmány” – fogalmazott Eric Lander biológus, az emberi génállomány megfejtésének egyik úttörője arra a csalódásra utalva, amely a humán genom 2003-as feltérképezését követő években úrrá lett a tudóstársadalmon. Immár több mint egy évtizede ismerjük fajunk DNS-ének teljes szövegét, ám továbbra is nagyrészt ismeretlen előttünk, melyek azok a „betűhibák” – mutációk – az egyes emberek örökítőanyagában, amelyek a különböző betegségekért felelőssé tehetők.

Számítógéppel derítik fel a mutációkat
A Torontói Egyetem kutatói Brendan Frey, a Canadian Institute for Advanced Research professzora irányításával most olyan számítógépes eljárást dolgoztak ki, amely segíthet kideríteni, hogy a megszámlálhatatlan DNS-szövegváltozat közül melyek ártalmatlanok, s melyek hajlamosítanak valamilyen betegség kialakulására. Eredményeiket a Science december 18-i számában közölték.


DNS-minták vizsgálata

Forrás: AFP/Boris Roessler
Számos korábbi kutatással ellentétben, Freyék csapata nem csak a gének fehérjéket kódoló szakaszaira – az exonokra – összpontosított, hanem vizsgálódását kiterjesztette a fehérjekódoló szakaszok közé ékelt néma, ám a DNS átírását befolyásoló ún. intronokra is.

Splicing
Érthető, hogy az elemzők figyelme eddig jobbára az exonokra irányult, hiszen az e szakaszokon található mutációk nagyon is nyilvánvaló módon befolyásolják a fehérjét alkotó aminosavak milyenségét. Az intronok ugyanakkor, bár nem tartalmaznak közvetlen információt a fehérjék aminosavsorrendjére vonatkozóan, fontos utasításokkal látják el a sejt DNS-olvasó masinériáját arról, miként szerkessze egységes szöveggé az egymást követő exonokat.

Ez a „splicing”-nak nevezett összefűző művelet kulcsfontosságú lépés a genetikai információ áramlásában, és zavarait számos betegségben kimutatták már. Freyék abban a reményben fogtak munkához, hogy az intronokból „kihalászott” mutációk elemzésével olyan betegségek genetikai hátterét is fel tudják tárni, amelyeket az exonokban található mutációkkal nem sikerült kielégítően megmagyarázni.

Intelligens program
Frey és munkatársai egy intelligens számítógépes programot hoztak létre, amely betanítható arra, hogy felismerje a DNS-ben a splicingot befolyásoló régiókat. A programnak először sok ezer olyan DNS-szakaszt mutattak be, amelyről ismeretes, hogy splicinggal kapcsolatos információt hordoz.

A szoftver e tanulási fázisban közös vonásokat keresett a bemutatott DNS-motívumok között – kiismerte „a splicing kódját”, ahogy Freyék elnevezték –, majd ezzel a tudással felvértezve a teljes genomot végigböngészte, hogy korábban ismeretlen, a splicingot befolyásoló génszakaszokat azonosítson.


Forrás: AFP/Science Photo Library
Ezután elemezte, hogy az adatbázisokban tárolt DNS-szövegváltozatok közül melyek milyen valószínűséggel szólnak bele az általuk érintett területen zajló splicingba. Végül összehasonlította az így feltérképezett mutációk gyakoriságát a különböző betegségekben szenvedő alanyokban, illetve kontrollszemélyekben, hogy kiderüljön, melyik mutáció lehet kapcsolatos a vizsgált betegséggel.

Sok ismeretlen mutációt felderített a program
A csoport megelégedéssel nyugtázta, hogy az intelligens program mindenféle további instrukció nélkül, lényegében vakon dolgozva 94 százalékos sikerrel rátalált egy sor ismerten betegségokozó mutációra. Ehhez a teszthez két betegséget elemeztettek a számítógéppel: a vastagbélrákot, valamint a csecsemőkori halált okozó gerincvelői eredetű izomsorvadást, amelyek genetikai háttéréről viszonylag sokat tudunk. Ami azonban ennél is fontosabb, hogy az új algoritmus segítségével olyan mutációkat is sikerült azonosítani, amelyek betegségben játszott szerepét korábban nem sejtette senki.

Miután a program bizonyította erejét a betegségokozó mutációk kikeresése terén, a kutatók elérkezettnek látták az időt a nagy kihívásra: az intelligens algoritmust „ráeresztették” egy genetikáját tekintve roppant összetett betegségcsoportra, az autizmus spektrumzavarra. Hiába tudjuk régen, hogy az autizmusra való hajlam erősen örökletes, mindeddig csupán néhány tucat gyanús gént sikerült fülön csípni, és ezek is csak az autizmus spektrumzavarral élők elenyésző hányadában magyarázzák a betegséget.

Harminckilenc új gént találtak, amely szerepet játszhat az autizmusban
A torontói SickKids gyermekkórház alkalmazott genomikai központjának igazgatójával, Dr. Stephen Schererrel együttműködve Freyék olyan mutációkat kerestek, amelyek az autizmussal élő gyerekek génállományában nagyobb gyakorisággal voltak fellelhetők, mint más gyerekekében. A hagyományos, csak az exonokat figyelembe vevő eljárással nem találtak különbséget, viszont az új, splicingot érintő variánsokat figyelő programmal feltűnő mintázatra akadtak.

Aszerint osztályozva a mutációkat, hogy azok milyen valószínűséggel okoznak eltérést a splicingban, 39 olyan új gént találtak, amelyek feltehetőleg hozzájárulnak az autizmusra való hajlamhoz. Ezzel az autizmusban potenciálisan szerepet játszó gének száma egy csapásra mintegy 40 százalékkal emelkedett, mivel korábban mintegy 100 gént hoztak összefüggésbe e rendellenességgel.

Freyék hangsúlyozzák: az autizmus vizsgálata csupán a kezdet, hiszen a módszer bármilyen betegségre, sőt, az emberek közti bármilyen, örökletes alapú különbségre alkalmazható.

Oké, rendben, feltérképezzük a géneket és tudjuk, hogy milyen hajlamosító tényezők vannak bennünk, mire kell vigyáznunk.
De ezen túl mit kezdünk az információval? Jön a Gattaca világa, ahol a természetes úton született, genetikailag nem szabályzott körülmények között fogant egyedek alsóbbrendűek lesznek? Félek én azért egy ilyen szép új világtól.

analema írta:

Oké, rendben, feltérképezzük a géneket és tudjuk, hogy milyen hajlamosító tényezők vannak bennünk, mire kell vigyáznunk.
De ezen túl mit kezdünk az információval? Jön a Gattaca világa, ahol a természetes úton született, genetikailag nem szabályzott körülmények között fogant egyedek alsóbbrendűek lesznek? Félek én azért egy ilyen szép új világtól.

Kattints a kibontásához...

Megmondom mit kezdünk vele: drágábban biztositjuk öket.

Szerintem sok mindenre hasznalhato, az emberi eletkorhatart tudjak kitolni, ha a ma oly gyakori halalos kimenetelu betegsegek mukodeset es korigalasat meg tudjak oldani.
Sok sok a mar diagnosztizalt beteg utolso szalmaszalja,hogy minnel elobb sikeres kutatasok tortenjenek.
A genetikai beavatkozas es dontes a megszuletendo egyenrol a szulok kezeben van, es lesz is. A kutatasok az informaciot a lehetseges lehetosegeket fogjak csak feltarni esetleg a ma meg gyogyithatatlan betegsegekkel szuletett embereknek adhat gyogyulalast korekciot.

Az első lépés talán az lehetne hogy nem kellene mérgekkel telerakni a védőoltásokat!!!!! És csak azokat használni ami tényleg megvéd!!!!!!!

Azért ez a mérgezett védőoltás nekem egy kategóriába esik a chemtraillel, de mindenkinek szíve joga mit gondol. Nem kell messzire menni, csak egy fejlődő országba, és rögtön kiderül, hogy míg a védőoltás 100.000 esetből egyszer okoz problémát, addig ezeken a helyeken még mindig csodaszámba megy, ha egy családban az összes gyerek felnő, és nem az élelmezési problémák miatt.

Melitta írta:

Szerintem sok mindenre hasznalhato, az emberi eletkorhatart tudjak kitolni, ha a ma oly gyakori halalos kimenetelu betegsegek mukodeset es korigalasat meg tudjak oldani.
Sok sok a mar diagnosztizalt beteg utolso szalmaszalja,hogy minnel elobb sikeres kutatasok tortenjenek.
A genetikai beavatkozas es dontes a megszuletendo egyenrol a szulok kezeben van, es lesz is. A kutatasok az informaciot a lehetseges lehetosegeket fogjak csak feltarni esetleg a ma meg gyogyithatatlan betegsegekkel szuletett embereknek adhat gyogyulalast korekciot.

Kattints a kibontásához...

Teljesen igazad van. De jelenleg úgy érzem, hogy ott tartunk, mint mikor az elsős gyerek végre el tudja olvasni, hogy "cica", és máris regényt akar írni vagy disszertációt a speciális relativitáselmélet alkalmazásáról a jelen kor fizikai kutatásainak fényében. Képesek vagyunk olvasni ezt, de az emberi testben lévő milliárdnyi sejtben nem tudjuk megváltoztatni. Ha erre volna módszer, a rák ellen sem egyszerű gyilkolással küzdenénk.
Szeretném azért hangsúlyozni, hogy nem vetem el a kutatás szükségességét, ezt bizonyítja az orvosi történelem is. Rengeteg olyan betegség van, ami régen halálos volt, ma meg rutinkezeléssel vagy rutinműtéttel gyógyítható. A kezdetekben azok is abba a kategóriába estek, amibe most a genetikai kutatás.

" 100 ezer esetből egyszer okoz problémát "
Hogy egy klasszikust idézzek " Ebben a formában ez nem igaz "

Theodora9 írta:

" 100 ezer esetből egyszer okoz problémát "
Hogy egy klasszikust idézzek " Ebben a formában ez nem igaz "

Kattints a kibontásához...

Jó, teszem azt többször. A diftériának mekkora a halálozási rátája orvosi kezelés hiányában? A járványos gyermekbénulás mekkora arányban okoz tartós paralízist? Nagyon nem összemérhetőek az arányok.

yulianna írta:

Az első lépés talán az lehetne hogy nem kellene mérgekkel telerakni a védőoltásokat!!!!! És csak azokat használni ami tényleg megvéd!!!!!!!

Kattints a kibontásához...

Szóval azt állítod hogy tudatosan mérgeznek bennünket? Csak mivel élünk óriási mázlink volt eddig vagy ...rafináltabb mellékhatásuk van és nem bennünket hanem az unokáinkat fogják megbetegíteni?
Mindig szerettem ezeket az elméleteket számomra érdekesek de ,biztos van aki vérre menően hisz bennük.
De miért kell azt hinni hogy van egy bizonyos kör ami ártani akar nekünk? Ezáltal jobb lesz nekünk? Vagy...könnyebb ha másra tudjuk fogni a hibáinkat gyengeségünket...

setni írta:

Szóval azt állítod hogy tudatosan mérgeznek bennünket? Csak mivel élünk óriási mázlink volt eddig vagy ...rafináltabb mellékhatásuk van és nem bennünket hanem az unokáinkat fogják megbetegíteni?
Mindig szerettem ezeket az elméleteket számomra érdekesek de ,biztos van aki vérre menően hisz bennük.
De miért kell azt hinni hogy van egy bizonyos kör ami ártani akar nekünk? Ezáltal jobb lesz nekünk? Vagy...könnyebb ha másra tudjuk fogni a hibáinkat gyengeségünket...

Kattints a kibontásához...

Álltalába a tapasztalataimra szoktam hallgatni megettem már a kenyerem javát hogy higgyek is benne.Gyerekek megkapták a mumsz elleni védőoltást mégis megkapta és nemcsak az enyém a másik sokan beoltatták magukat a H1 el és már a temetőbe egészséges fiatalok!!!!!!!!!!(most csak ez jutott eszembe!)

Tulajdonképpen, ha a hajlamaim ilyen mértékben vannak rözítve a DNS-emben, a környezetemet, ahová születtem, kevéssé tudom megváltoztatni, akkor szinte eleve elrendelésről beszélhetünk. A változtatáshoz nem sok szabadsági fokom marad.

yulianna írta:

Álltalába a tapasztalataimra szoktam hallgatni megettem már a kenyerem javát hogy higgyek is benne.Gyerekek megkapták a mumsz elleni védőoltást mégis megkapta és nemcsak az enyém a másik sokan beoltatták magukat a H1 el és már a temetőbe egészséges fiatalok!!!!!!!!!!(most csak ez jutott eszembe!)

Kattints a kibontásához...

Bizonyos oltások csak a betegség lefolyását tudják megkönnyíteni, nem védenek meg teljes mértékben ellene. Az is tény, hogy manapság kicsit elszabadult a lehetséges oltások mennyisége és olyan dolgok ellen is létezik, mint a bárányhimlő, aminek a kellemetlensége ellenére nem igazán van jelentősége.
A fenti cikkből is látszik, hogy nagyon sok dolog genetikailag kódolt, csupán az adott esélyekből adódó következmények megvalósulását tudjuk csökkenteni. De fontos kiemelni, hogy "tudjuk csökkenteni".

1900-ban Magyarországon a várható élettartam születéskor 36/38 év volt(férfi/nő) Azért fontos ez a dátum, mert ekkor pont nem volt háború, ami torzította volna. Ez a '60-as évek közepétől a '90-es éveke elejéig stagnált vagy romlott, majd attól kezdve ismét meredeken emelkedik, most tartunk olyan 68/78-nál.
Véleményem szerint ez főként az orvostudomány fejlődéséből adódik, de jelentős szerepet játszik benne a genetikai is. Méghozzá úgy, hogy a gének egyre inkább keverednek, lecsökkentek a távolságok, és az embereknek sokkal nagyobb esélyük van jelentősen eltérő genetikai állománnyal rendelkező személlyel utódot létrehozni, ami egyértelműen csökkenti a genetikai "rendellenességek" és hajklamok megjelenésének valószínűségét.