Jsme genetická mozaika

Ve studii, kterou vedli Jan Korbel z Evropské laboratoře molekulární biologie (EMBL) a Ashley Sandersová z Berlínského institutu pro biologii lékařských systémů Centra Maxe Delbrücka (MDC-BIMSB), vědci zjistili, že přibližně jedna ze 40 buněk lidské kostní dřeně nese masivní chromozomální změny – například variace počtu kopií a chromozomální přeuspořádání – aniž by způsobily jakékoli zjevné onemocnění nebo abnormalitu. Kromě toho vzorky buněk od lidí starších 60 let měly tendenci mít vyšší počet buněk s takovými genomickými změnami, což naznačuje dříve neidentifikovaný mechanismus, který může přispívat k onemocněním souvisejícím se stárnutím. Studie byla publikována v časopise Nature Genetics.

Dokonce i takzvané "normální buňky" nesou nejrůznější genetické mutace. V konečném důsledku to znamená, že mezi jednotlivými buňkami v našem těle existuje více genetických rozdílů než mezi různými lidskými bytostmi!

 Korbel i Sandersová, vedoucí skupiny v Centru Maxe Delbrücka studují, jak genetické strukturální variace – delece (vymazání jednoho nebo více nukleotidů), duplikace (zdvojení), inverze (obrácení) a translokace (přemístění) - velkých částí lidského genomu – přispívají k rozvoji různých onemocnění. V oblasti rakoviny je dobře známo, že genetické mutace mohou způsobit, že se buňky vymknou kontrole a nadměrným množením vedou ke vzniku nádoru. 

Strand-seq

 Objev umožnila technologie jednobuněčného sekvenování zvaná Strand-seq, unikátní technika sekvenování DNA, která dokáže odhalit jemné detaily genomů v jednotlivých buňkách, které je příliš obtížné detekovat jinými metodami. Sandersová je průkopníkem ve vývoji této technologie. V rámci svého doktorandského výzkumu pomohla vyvinout protokol Strand-seq, který později zdokonalila s kolegy, když pracovala jako postdoktorandka v Korbelově laboratoři.

 Strand-seq umožňuje výzkumníkům detekovat strukturální varianty v jednotlivých buňkách s lepší přesností a rozlišením, než umožňuje jakákoli jiná technologie sekvenování. Tato technologie přinesla zcela nové chápání genetických mutací a nyní se široce používá k charakterizaci genomů a pomáhá převádět poznatky do klinického výzkumu. "Jen si uvědomujeme, že na rozdíl od toho, co jsme se naučili v učebnicích, každá buňka v našem těle nemá úplně stejnou DNA," řekla.

 Běžná je genetická mozaika

 Studie představuje první případ, kdy někdo použil technologii Strand-seq ke studiu mutací v DNA zdravých lidí. Výzkumníci zahrnuli biologické vzorky z různých věkových skupin – od novorozenců po 92leté – a u 84 % účastníků studie našli mutace v krevních kmenových buňkách, které se nacházejí v kostní dřeni, což naznačuje, že velké genetické mutace jsou velmi časté.

 Je úžasné, jak velká různorodost je v našich genomech. A dosud jsme to nevěděli. Co to znamená, pokud jde o definování normálního lidského stárnutí? A jak to může ovlivnit rozvoj různých typů nemocí?  Studie také zjistila, že u lidí starších 60 let měly buňky kostní dřeně nesoucí genetické změny tendenci být hojnější, přičemž populace specifických genetických variant nebo subklonů byly častější než jiné. Častá přítomnost těchto subklonů naznačuje možnou souvislost se stárnutím. Ale zda expanze subklonů sama přispívá k chorobám stárnutí, není známo. Vědci v EMBL intenzivně pracují na dalším výzkumu.