Meglepő eredményt hozott az első családi genomelemzés

2010.03.11. 9:35

Amerikai kutatók első ízben elemezték egy család teljes genetikai állományát. Ennek alapján pontosan meghatározhatták az egyes szülők által az utódoknak továbbadott mutációk átlagos gyakoriságát. Azokat a helyeket is sikerült behatárolniuk, ahol a szülői kromoszómák információt cserélnek egymás közt, aminek révén a genetikai tulajdonságok új kombinációi jönnek létre a gyerekekben.

A seattle-i Rendszerbiológiai Intézet (Institute for Systems Biology) kutatói által vezetett vizsgálatban egy négytagú család - a szülők, a lányuk és a fiuk - teljes genetikai állományának bázissorrendjét elemezték. A szülők és a gyerekek DNS-szekvenciája alapján a kutatók nagy biztonsággal megbecsülték, hogy hány mutációt adnak át a szülők az utódoknak. Az eredmény meglepte a kutatókat: kiderült, hogy egy-egy szülő 30 mutációt (összesen 60-at) ad át gyermekeinek. A kutatók korábban hosszú időn át sokkal nagyobbra (szülőnként 75 mutációra, azaz összesen 150-re) becsülték ezt a számot. Ez az eredmény nem derült volna ki akkor, ha csak a gyermekek genetikai állományát elemzik. Az eljárás ezen kívül azt a "háttérzajt" is jelentősen csökkentette, ami a DNS-bázissorend elemzésével jár - olvasható a kutatásról közölt sajtóközleményben.

Az orvosi kutatások jelenlegi állása szerint a mutációk többségének nincs következménye a gyerekek egészségét illetően. Fontos azonban ismerni a mutációknak a szülőktől az utódoknak való átadási rátáját, állítja a Science Expressben megjelent cikk egyik szerzője. Lynn Jorde szerint a mutációs ráta az óránk, és a mutató minden ugrásakor új genetikai variáció jön létre. Tudnunk kell, milyen gyorsan ketyeg az óra.

Amikor a kutatókban felmerült, hogy egy egész család genomszekvenciáját határozzák meg, olyan családot választottak, amelyben ismert genetikai rendellenességek fordulnak elő. Ezzel is demonstrálni kívánták a családi genomelemzés potenciális előnyeit. Noha a szülőkön nem mutatkozott semmilyen látható genetikai eltérés, mindkettő hordozott kóros recesszív (nem kifejeződő) géneket. Ennek következtében mindkét gyerek két rendkívül ritka genetikai rendellenességgel (Miller-szindróma és primer ciliaris dyskinesia) született. A Miller-szindróma az arc és a végtag torzulásaival járó ritka betegség, a primer ciliaris dyskinesia pedig a cisztikus fibrózisra hasonlító tüdőbetegség.

A gyermekek DNS-szekvenciájában mutatkozó eltéréseket először összehasonlították a Humán Genom Programból és más nyilvános adatbázisokból származó DNS-szekvenciákkal. Sikerült meghatározniuk a Miller-szindróma pontos genetikai okát, valamint megerősítették egy korábbi tanulmány eredményét: mindkét rendellenességet négy génmutáció okozza.

Genetikai mutációk akkor adódnak át az utódoknak, amikor a DNS egyes bázispárjai megváltoznak a genetikai állományban. A kutatók minden egyes családtag genomszekvenciáját összevetették a Humán Genom Programból származó szekvenciákkal is, hogy kiszűrjék az esetleges szekvenálási hibákat. A fennmaradó eltérések így már biztosan a mutációkból származtak. A mutációs ráta becsléséhez a szülők genomszekvenciáit hasonlították össze a gyerekekéivel: erre azért volt szükség, mert ez a ráta valószínűleg ingadozik attól függően, hogy milyen idősek a szülők, különösen az apa.

A kutatók azokat a helyeket is meghatározták a szülői kromoszómákon, ahol két homológ szülői kromoszóma között kicserélődik a genetikai információ. A homológ kromoszómák azonos szerkezeti tulajdonságokkal rendelkező kromoszómapárok: a pár egyik tagja az anyától, a másik az apától származik. A genetikai információcsere helyei az úgynevezett átkereszteződési vagy crossing over helyek.

Az információcsere pontos helyeinek meghatározásához a szülők DNS-szekvenciáiban előforduló variációkat vetették össze a gyerekeikéivel. Olyan DNS-tömböket kerestek, amelyeket a gyerekek egy az egyben örököltek a szüleiktől. Amikor megszakadt tömböket találtak, a megszakítási helyeket tekintették az átkereszteződési helyeknek. Azt tapasztalták, hogy az átkereszteződések 60 százaléka specifikus "forró pontokon" következik be a kromoszómákban (azaz e helyeken szinte mindig bekövetkezik átkereszteződés).

A kutatók úgy vélik, hogy a családi genomelemzéssel be lehet határolni a leggyakoribb betegségek genetikai okait. Véleményük szerint a családi genomszekvencia a jövőben fontos része lesz az egyén orvosi adatbázisának.

Forrás: Science/AAAS

KAPCSOLÓDÓ CIKK