Minden embernek több ezer genetikai mutációja van, amelyek bizonyos körülmények között súlyos betegségeket, többek között rákot okozhatnak. Néhány rossz gén a szülektől örökölt, mások spontán módon merültek fel az embrióképződés szakaszában. És ha egy génbontást szinte lehetetlen kijavítani, akkor valóban megakadályozni kell, hogy a mutációk gyermekekre terjedjenek. A RIA Novosti elmondja, hogyan segít az orvosi genetika az egészséges emberek nemzedékének létrehozásában.
„Gyakorlatomban volt egy nagy család Szamatról, akik szenvedtek örökletes motor-szenzoros neuropathiában (HMSN). Ez a betegség kellemetlen, de nem halálos. Az első tünetek gyermekkorban jelentkeznek; hatvan éves korukra a beteg már kerekes székben van. Körülbelül tizenöt év telt el a betegséget okozó gén azonosításában. A betegség molekuláris okát 2015-ben azonosították. Hat családon belül már hat korai prenatális diagnosztikát végeztek. Sajnos nem mindenkinek van kedvező prognózisa. Ebben az esetben a terhesség megszűnik. Ennek eredményeként ezek az emberek egészséges csecsemőket szültek. Képzelje el, hogy a család öt generációja szenvedett HMSN-től, és leszármazottaiknak már nem lesz ez a mutáció”- mondja Olga Shchagina, a laboratóriumi genetikus.
Vezeti a molekuláris genetikai diagnosztika laboratóriumát az Orvosi Genetikai Kutatóközpontban (MGSC). Itt, az orosz orvosi genetika szentjeinek szentjén dekódolják az oroszok genomjait, hogy időbombát találjanak a DNS-ben. A laboratórium a Moszkvai Állami Tudományos Központ két emeletén helyezkedik el, és több elkülönített helyiségből áll. A betegtől vett biológiai minták (leggyakrabban vér) mindegyikén áthaladnak, mielőtt az orvos megtudja, mi rejlik a génekben.
DNS-felhő
Először a laboratóriumi dolgozók izolálják a DNS-t a sejtek magjából, olyan anyagok hozzáadásával, amelyek elpusztítják a sejtmembránt a vérben. A kapott DNS-t a bomlástermékektől izopropil- és etil-alkohol alkalmazásával tisztítjuk.
"Várj, most mindent látni fogsz", mosolyog Shchagina, óvatosan ringatva egy kis kémcsövet színtelen alkoholos oldattal.
A kémcső közepén lévő sima ritmikus mozgásokból kis fehér felhő képződik.
Promóciós videó:
- Ez a DNS. Színtelen, de így láthatjuk egy pillanatra”- magyarázza.
A spirál fényképezésének sikertelen kísérletei sikertelenek, a felhő ugyanolyan gyorsan eltűnik, mint ahogy kialakult. Egy átlátszó folyadékkal és a benne levő savval ellátott kémcsövet egy centrifugába vezetünk, amely elválasztja a biológiai molekulát az alkoholoktól.
A DNS-struktúra spontán kémiai változásai mutációkhoz vezetnek / Depositphotos / rob3000.
Szorozzuk és olvassa el
Néhány perc múlva a laboratóriumi dolgozók tisztított DNS-sel ellátott csöveket vetnek ki a centrifugából, és egy másik helyiségbe veszik őket, ahol a molekula megsokszorozódik, megjelölésre kerül és olyan helyzetbe kerül, ahol a szekvencerben leolvasható - a genom rejtjelezőgépe.
„Ha egy kis géndarabot akarunk olvasni, akkor Sanger-szekvenálást végezzünk. Mellesleg, 2003-ban így alakították ki az emberi DNS szekvenciáját. Egy gént kis részletekre bontunk, polimeráz láncreakcióval terjesztjük és nagyon sok példányt kapunk kutatásra. Ez a módszer akkor működik, ha megértjük, hol kell keresni. Például ismert, hogy a fenilketonuriát az esetek 95% -ában a PAH gén mutációja okozza. Ha egyszerre több gént kell elolvasnia, vagy akár egy teljes genomot, akkor az új generációs szekvenálást kell használni”- mondja Shchagina.
Számos kicsi szürke eszköz beépített kijelzővel, az MGNT első emeletének tágas szobájában, a legújabb generációs szekvender. Ezeket a törékeny Olga Mironovich, a moszkvai állami tudományos központ DNS-diagnosztikai laboratóriumának kutatója kezeli.
„Összekeverjük a reagenseket az előkészített DNS-mintákkal, beillesztjük a szekvencerbe, és egy speciális chipet helyezünk oda. A reagenseket és a DNS-t átvisszük a chipre, és mindezt sok-sok alkalommal fényképezték. A szoftver a rögzített képeket olvasható és értelmezhető adatokké alakítja. Mironovich óvatosan bezárja a készülék fedelét és elindítja a szekvencerét.
„Ezt a konkrét DNS-t huszonegy órán belül megfejtették. A bioinformatika ezután értelmezi az eredményeket”- teszi hozzá.
Tanult olvasni, de nem mindig értette meg
„Az exóma, azaz a fehérjék kódolásáért felelős gének elemzése legalább három hétig tart. Ez akkor fordul elő, ha minden szakaszban jól ment, és a klinikai előzményekből többé-kevésbé egyértelmű, hogy mit kell keresni. Oroszországban és az egész világon nincs olyan sok szakember, aki képes megérteni a dekódolt géneket”- magyarázza Oksana Ryzhkova genetikus, a moszkvai állami tudományos központ közös használatú központjának vezetője.
A szekvencer adatai neki és munkatársainak jutnak el, miután a munka befejeződött.
„Nézze, számítógépemen vannak eredmények a páciens klinikai exómának dekódolásáról - 6300 gén, amelyek patogén variánsai örökletes betegségek kialakulásához vezetnek. Ezeket a változásokat azonosítottuk a referenciagenomhoz képest (a genom standard, amelyet a tudósok állítottak össze a genetikai kód általános reprezentatív példájaként). Összesen 13 129 csere. Nagyon nehéz megállapítani, hogy ezek közül melyik oka a betegségnek. Ezért csatlakozunk a nemzetközi adatbázisokhoz, ahol mind a gének patogén variánsai, mind a kapcsolódó betegségek vannak feltüntetve, valamint olyan variánsok, amelyek jóindulatúak, és nem vezetnek klinikai megnyilvánulásokhoz, és összehasonlítottuk ezekkel a változatainkat. A patogenitás, az előfordulási gyakoriság és sok más általi "szűrés" szakaszát követően 15-30 változás marad meg. Továbbá a lehető leg részletesebben elemezzük őket,további adatbázisok és programok felhasználásával a patogenitás meghatározására, olvassa el a cikkeket, hasonlítsa össze a beteg tüneteit az irodalomban leírtakkal. Csak ezt követően lehet következtetni arra, hogy melyik változat okozta a betegséget”- magyarázza Ryzhkova.
Az örökletes betegségek felfedezése
Ha nincs elegendő adat az állítólagos bűnösgénről, akkor a genetikusok genetikai tudósokhoz fordulnak segítségért. A moszkvai állami tudományos központ funkcionális genomikai laboratóriumának kutatócsoportja, amely az élő szervezetek mutációinak különféle változatait szimulálja, bizonyítja vagy megcáfolja az egyes betegségekért felelős génekre vonatkozó hipotéziseket.
Az ilyen kutatások során a tudósok új genetikai kapcsolatokat fedeznek fel.
„Minden évben tucat új gént írunk le, amelyek felelősek az örökletes betegségekért. A közelmúltban felfedezték, hogy a KIAA1019 gén mutációja magzati fejlődési rendellenességeket okoz, amelyek összeegyeztethetetlenek az élettel. Egy pár, akinek a terhességét a korai stádiumban megszüntették, az MGNC-be jött. A magzati DNS-t szekvenáltuk és új mutációkat találtunk a teljesen fel nem fedezett KIAA1019 génben. Sejtvonalakon végzett kísérletekkel bizonyították, hogy a szülőkben talált mutációk a KIAA1019 gén teljes bomlásához vezetnek, ami a magzatban több rendellenességet okoz. És ha egy mutáció ismert, akkor manipulálható. A következő terhesség alatt az orvosok korai prenatális diagnosztizálást hajtottak végre, a magzat kiderült, hogy csak egy gén mutációjának hordozója. Ez azt jelenti, hogy egy teljesen egészséges gyermek születik ebben a családban. Ha a mutáció mindkét szülőtől származika terhesség megszűnt volna”- mondja Mihail Skoblov, a funkcionális genomikai laboratórium vezetője.
Skoblov biztos abban, hogy az orvosi genetika jövője éppen az örökletes genetikai betegségek megelőzésében rejlik. Maguk a betegek ragaszkodnak hasonló nézetekhez. Irina Myasnikova, az egész orosz árvabetegségekkel foglalkozó társaság elnöke szerint a genetikai problémákkal küzdő családoknak képesnek kell lenniük arra, hogy ingyenes pregetamációs és prenatális diagnosztikát végezzenek.
„Az ilyen diagnosztika és az örökletes betegségben szenvedő betegek kezelésének költségei összehasonlíthatatlanok. Ez mindenki számára előnyös: mind az állam, mert nem kell forrásokat költeni a terápiára, mind a családok, mert egészséges gyermekeik lesznek”- zárja be Myasnikova.
Alfiya Enikeeva