Oamenii de știință au descoperit mecanismele ascunse ale bolilor genetice rare

Cercetătorii de la Pacific Northwest Research Institute (PNRI) și instituțiile colaboratoare au făcut o descoperire revoluționară care ar putea avansa în mod semnificativ înțelegerea noastră asupra tulburărilor genomice.

Cel mai recent studiu al acestora, finanțat de National Institutes of Health și publicat în revista Cell Genomics, dezvăluie modul în care rearanjamentele specifice ale ADN-ului numite triplicații inversate contribuie la dezvoltarea diferitelor boli genetice.

• Cum și-a salvat Pământul apa de la distrugere totală în urmă cu 4,6 miliarde de ani
• Sonda MAVEN se rotește neputincioasă după ce s-a pierdut contactul

Bolile genomice apar atunci când există modificări sau mutații în ADN care perturbă funcțiile biologice normale. Acestea pot duce la o serie de probleme de sănătate, inclusiv întârzieri în dezvoltare și probleme neurologice.

Acest studiu analizează modul în care se formează aceste rearanjamente complexe și impactul lor asupra sănătății umane.

Echipa de cercetare, condusă de Cláudia Carvalho, cercetător asistent PNRI, a colaborat cu colegii săi de laborator, cu autorul principal al studiului, Christopher Grochowski, de la James R. Lupski Lab de la Baylor College of Medicine, și cu alți oameni de știință pentru a analiza ADN-ul a 24 de persoane cu triplicări inversate.

O descoperire revoluționară

Ei au descoperit că aceste rearanjamente sunt cauzate de segmentele de ADN care schimbă șablonul în timpul procesului de reparare. În mod normal, mecanismele de reparare a ADN-ului utilizează șirul complementar neavariat ca șablon pentru a repara cu precizie ADN-ul deteriorat. Cu toate acestea, uneori, în timpul reparării, mecanismul poate comuta din greșeală la o secvență diferită, dar similară, în altă parte a genomului.

Aceste comutări au loc în cadrul perechilor de repetări inversate – secțiuni de ADN care sunt imagini în oglindă una față de cealaltă.

Repetițiile inversate pot crea confuzie în mecanismul de reparare, ducând la utilizarea șablonului greșit, ceea ce poate perturba funcționarea normală a genei și poate contribui la apariția tulburărilor genetice.

Studiul a constatat că aceste triplicații inversate generează variații structurale în genom, care pot duce la rezultate diferite pentru sănătate.

Aceste rearanjări pot modifica numărul de copii ale anumitor gene, cunoscut sub denumirea de dozaj genetic. Numărul corect de copii ale genelor este esențial pentru dezvoltarea și funcționarea umană normală. Modificările în dozarea genelor pot provoca boli precum sindromul duplicării MECP2, o tulburare rară de neurodezvoltare.

Implicații pentru cercetarea și tratamentul bolilor rare

Utilizând tehnici avansate de secvențiere a ADN-ului, cercetătorii au identificat locațiile exacte în care aceste segmente de ADN schimbă șabloanele, conducând la un număr modificat de gene, inclusiv MECP2, scrie EurekAlert.

Dr. Carvalho și cercetătorii de la Baylor au observat pentru prima dată această structură genomică în 2011. Doar recent, odată cu apariția tehnologiei de secvențiere cu citire lungă, a devenit posibilă investigarea în detaliu a modului în care se formează în genom.

„Acest studiu aruncă lumină asupra mecanismelor complexe care determină rearanjamentele genetice și impactul lor profund asupra bolilor rare”, a declarat Dr. Cláudia Carvalho, cercetătorul PNRI care a condus studiul.

„Prin descifrarea acestor structuri complexe ale ADN-ului, deschidem noi căi de înțelegere a cauzelor genetice ale bolilor rare și de dezvoltare a unor tratamente țintite pentru îmbunătățirea rezultatelor pentru pacienți.”

Vă recomandăm să mai citiți și:

ADN-ul misterios din genomul uman ar putea fi de vină pentru tulburările psihice

De ce sunt oamenii diferiți de cimpanzei deși împărtășim 98,8% din ADN?

Oamenii de știință au folosit Inteligența Artificială pentru a edita ADN-ul uman

Orice om ar putea fi un geniu al muzicii, arată ADN-ul lui Beethoven