Vsak človek ima na tisoče genetskih mutacij, ki pod določenimi pogoji lahko povzročijo resne bolezni, vključno z rakom. Nekateri slabi geni so podedovali od svojih staršev, drugi pa so nastali spontano v fazi nastajanja zarodkov. In če je genske okvare skoraj nemogoče popraviti, je zdaj resnično preprečiti prenos mutacij na otroke. RIA Novosti pripoveduje, kako medicinska genetika pomaga ustvariti generacijo zdravih ljudi.
V moji praksi je bila ena velika družina iz Samare, ki je trpela za dedno motorično-senzorično nevropatijo (HMSN). Ta bolezen je neprijetna, vendar ne smrtna. Prvi simptomi se pojavijo že v otroštvu, do šestdesetega leta starosti je pacient že v invalidskem vozičku. Potrebno je bilo približno petnajst let, da smo identificirali gen, ki povzroča bolezen. Molekularni vzrok bolezni je bil ugotovljen leta 2015. Za različne veje te družine je bilo že izvedenih šest zgodnjih prenatalnih diagnostik. Žal nima vsakdo ugodne napovedi. V tem primeru se nosečnost prekine. Vendar so vsi ti ljudje rodili zdrave dojenčke. Predstavljajte si, da je pet generacij družine zbolelo za HMSN in njihovi potomci te mutacije ne bodo več imeli, «pravi Olga Shchagina, laboratorijska genetičarka.
Vodja laboratorij molekularne genetske diagnostike na Medicinsko genetskem raziskovalnem centru (MGSC). Tu, v sveti svetosti ruske medicinske genetike, se genomi Rusov dekodirajo, da bi v njihovi DNK našli časovno bombo. Laboratorij zaseda dve nadstropji moskovskega državnega znanstvenega centra in je sestavljen iz več ločenih prostorov. Biološki vzorci, odvzeti pacientu (najpogosteje kri), bodo prešli skozi vsakega od njih, preden zdravnik ve, kaj se skriva v genih.
DNK oblak
Najprej laboratorijski delavci izolirajo DNK iz jedra celic in dodajo snovi, ki uničijo celično membrano v krvi. Nastalo DNK očistimo iz produktov razgradnje z uporabo izopropila in etilnega alkohola.
"Počakaj, zdaj boš vse videl," se nasmehne Shchagina in rahlo ziblje po majhni epruveti z brezbarvno alkoholno raztopino.
Iz gladkih ritmičnih gibov na sredini epruvete nastane majhen bel oblak.
Promocijski video:
"To je DNK. Brezbarven je, ampak tako lahko za trenutek vidimo, "razlaga.
Moji poskusi fotografiranja spirale so neuspešni, oblak izgine tako hitro, kot se je oblikoval. Epruveta s prozorno tekočino in kislino, ki je v njej, se pošlje v centrifugo, ki bo ločila biološko molekulo od alkoholov.
Spontane kemične spremembe v strukturi DNK vodijo do mutacij / Depositphotos / rob3000.
Pomnožite in preberite
Nekaj minut kasneje laboratorijski delavci vzamejo epruvete s prečiščeno DNK iz centrifuge in jih odpeljejo v drugo sobo, kjer se bo molekula množila, označila in pripeljala do stanja, kjer se lahko prebere v sekvenčniku - šifrirnem genomu.
Če želimo prebrati majhen del gena, naredimo Sangerjevo zaporedje. Mimogrede, leta 2003 je bilo na ta način prvič dešifrirano zaporedje človeške DNK. Gen razbijemo na majhne delce, jih razmnožimo s pomočjo verižne reakcije s polimerazo in dobimo za raziskovanje zelo veliko kopij. Ta metoda deluje, ko razumemo, kam naj pogledamo. Na primer, znano je, da fenilketonurijo v 95 odstotkih primerov povzroči mutacija gena PAH. Če morate prebrati več genov hkrati ali celo celoten genom, potem uporabite zaporedje nove generacije, «pravi Shchagina.
Več majhnih sivih naprav z vgrajenimi zasloni v prostorni sobi v prvem nadstropju MGNT-jev je zaporedje nove generacije. Upravlja jih krhka Olga Mironovič, raziskovalka v laboratoriju za diagnostiko DNK Moskovskega državnega znanstvenega centra.
"Zmešamo reagente s pripravljenimi vzorci DNK, jih vstavimo v sekvenčnik in vanj vstavimo poseben čip. Na čip se prenesejo reagenti in DNK, in vse to se fotografira veliko, velikokrat. Programska oprema pretvori zajete slike v podatke, ki jih je mogoče prebrati in interpretirati. " Mironovič previdno zapre pokrov naprave in zažene sekvencer.
"Ta posebna DNK bo razvozlana v enaindvajsetih urah. Potem bo bioinformatika interpretirala rezultate, "doda.
Naučila se je brati, vendar ne vedno razumeti
"Analiza exome, torej genov, odgovornih za kodiranje beljakovin, traja najmanj tri tedne. To je, če je šlo vse v vseh fazah in je iz klinične zgodovine bolj ali manj jasno, kaj iskati. V Rusiji in na vsem svetu ni toliko strokovnjakov, ki bi znali razumeti dekodirane gene, "pojasnjuje genetičarka Oksana Ryzhkova, vodja Centra za skupno uporabo Moskovskega državnega znanstvenega centra.
Njeni in njeni zaposleni dobijo podatke iz sekvenca, ko konča z delom.
»Glej, v računalniku imam rezultate dekodiranja bolnikovega kliničnega izuma - 6300 genov, katerih patogena različica vodi v razvoj dednih bolezni. To so spremembe, ugotovljene v primerjavi z referenčnim genomom (standard genom, ki so ga znanstveniki sestavili kot pogost reprezentativni primer genskega koda). Skupaj 13.129 nadomestkov. Zelo težko je ugotoviti, katera od teh možnosti je vzrok bolezni. Zato se povežemo z mednarodnimi zbirkami podatkov, kjer so postavljene tako patogene različice genov kot pridružene bolezni, in različice, opisane kot benigne, ki ne vodijo do kliničnih manifestacij, in primerjamo naše različice z njimi. Po fazi "filtracije" po patogenosti, pogostosti pojavljanja in mnogih drugih ostane 15-30 sprememb. Nadalje jih bomo analizirali čim bolj podrobno,z uporabo dodatnih baz podatkov in programov za določanje patogenosti preberite članke, primerjajte bolnikove simptome s tistimi, opisanimi v literaturi. Šele po tem lahko ugotovimo, katera varianta je povzročila bolezen, «pojasnjuje Ryzhkova.
Kako so odkrite dedne bolezni
Če podatkov o domnevnem genskem krivcu ni dovolj, se genetiki za pomoč obrnejo na genetske znanstvenike. Skupina raziskovalcev iz Laboratorija funkcionalne genomike Moskovskega državnega znanstvenega centra, ki modelirajo različne različice mutacij v živih organizmih, dokazuje ali ovrže hipoteze o genih, odgovornih za nekatere bolezni.
Med takšnimi raziskavami znanstveniki odkrivajo nove genetske povezave.
»Vsako leto opisujemo približno ducat novih genov, ki so odgovorni za dedne bolezni. Pred kratkim so odkrili, da mutacija gena KIAA1019 povzroča motnje v razvoju ploda, ki niso združljive z življenjem. Na MGNC je prišel par, katerega tri nosečnosti so bile prekinjene v zgodnjih fazah. Sekvencirali smo plodovo DNK in v popolnoma neraziskanem genu KIAA1019 našli nove mutacije. S poskusi na celičnih linijah so dokazali, da mutacije, ki jih najdemo pri starših, vodijo do popolnega razpada gena KIAA1019, kar povzroči več nepravilnosti v plodu. In ko je znana mutacija, je z njo mogoče manipulirati. V naslednji nosečnosti so zdravniki izvedli zgodnjo prenatalno diagnozo, plod se je izkazal kot nosilec mutacije samo v enem genu. To pomeni, da se bo v tej družini rodil popolnoma zdrav otrok. Če bi mutacija prišla od obeh starševnosečnost bi bila prekinjena, pravi Mihail Skoblov, vodja laboratorija za funkcionalno genomiko.
Skoblov je prepričan, da je prihodnost medicinske genetike ravno v takšnem preprečevanju dednih genetskih bolezni. Tudi sami bolniki se držijo podobnih pogledov. Po besedah Irine Myasnikove, predsednice Vseslovenskega društva sirotičnic, bi morale družine z genetskimi težavami imeti možnost, da opravijo brezplačno pred gestacijsko in prenatalno diagnostiko.
„Stroški takšne diagnostike in stroški terapije za bolnike z dednimi boleznimi niso primerljivi. To je koristno za vse: tako za državo, ker ni treba porabljati sredstev za terapijo, in družine, ker bodo imeli zdrave otroke, «zaključuje Mjašnikova.
Alfija Enikeeva
