Meglepő eredményt hozott az első családi genomelemzés

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