Zsekwencjonować ludzki epigenom

advertisement
Zsekwencjonować ludzki epigenom
— rusza największy w historii
projekt finansowany przez Komisję
Europejską
41 instytucji i ponad 50 czołowych badaczy z całej Europy połączy swe siły
w ramach projektu BLUEPRINT prowadzonego pod egidą Komisji
Europejskiej. Ich celem jest zsekwencjonowanie ludzkiego epigenomu, a
koszt przedsięwzięcia szacuje się na 30 milionów euro. Inwestycja ma
pomóc w zrozumieniu ludzkiego epigenomu, który kształtuje sposób
ekspresji genów.
Epigenetyka jest dziedziną wiedzy która dąży do poznania tego, jak w istocie
funkcjonuje genom. Z pojęciem kodu genetycznego spotkał się każdy. Wiemy, że
wszystkie komórki naszego ciała pochodzą od jednej zapłodnionej komórki
jajowej. Wszystkie zawierają ten sam materiał genetyczny. Co zatem sprawia, że
komórka serca różni się od tej budującej kości, a obie są inne niż od erytrocyty —
czerwone ciałka krwi?
Otóż sam zapis genetyczny to nie wszystko. Podczas dorastania komórek
poddawany jest on modyfikacjom sprawiającym, że niektóre fragmenty genomu
podlegają wyciszeniu, podczas gdy inne są aktywne. Procesy te przebiegają różnie
w zależności od przeznaczenia komórek. Następnie przez całe życie organizmu
epigenom w dużej mierze pozostaje stabilny. Jest to niezbędne, aby nasze serce
pozostało sercem, a płuca płucami. Jednakże niewielka część genomu ulega
zmianom, odpowiadając na zmienne warunki środowiska.
Zmiany epigenetyczne polegają na takich zmianach funkcji lub ekspresji genu,
których nie można wytłumaczyć zmianą sekwencji nukleotydowych DNA i które
można odwrócić działając określonymi substancjami chemicznymi (czym różnią
się od zmian genetycznych). Znanym przykładem modyfikacji epigenetycznych
jest metylacja DNA — przyłączanie do łańcucha DNA grup metylowych. Inny
przykład to deacetylacja histonowa prowadząca do zablokowania (represji)
struktur chromatynowych.
Kiedy modyfikacje DNA przebiegają zgodnie z planem, organizm może
prawidłowo funkcjonować. Problem pojawia się, kiedy nie wszystko odbywa się
tak jak powinno. Błąd w wyciszaniu genów może mieć katastrofalne skutki, co
można prześledzić właśnie na przykładzie metylacji DNA, która zachodząc w
regionach promotorowych zapobiega łączeniu się do promotorów czynników
transkrypcyjnych. Nieprawidłowa metylacja sekwencji może też zaburzyć
przestrzenne ułożenie chromatyny, co z kolei wpływa na wybór genów
wyciszanych po podziale komórkowym. Uważa się, że hipermetylacja —
nadmierna metylacja — może zniweczyć pracę genów ochronnych, do których
należą supresory nowotworowe oraz geny naprawy DNA. Sytuację taką obserwuje
się w przypadku różnych odmian nowotworów.
Coraz bardziej doceniane jest znaczenie epigenomu w utrzymaniu organizmu w
zdrowiu, jak również w powstawaniu chorób. Z tego powodu tak ważne wydaje się
poznanie mechanizmów epigenetycznych. Badacze żywią nadzieję, że dałoby to
możliwość opracowania nowych dróg terapii wielu schorzeń.
Epigenetyka jest względnie nową dziedziną. Problemem z jakim spotykają się
działający na tym polu naukowcy jest niedostatek wiarygodnych bibliotek
epigenomowych, które stanowiłyby dla badaczy źródło wiedzy i odniesienie dla ich
prac. Z pomocą ma im przyjść właśnie BLUEPRINT. Dzięki niemu Europa ma
nadzieję stać się głównym graczem na International Human Epigenome
Consortium (IHEC) ustanowionym w ubiegłym roku właśnie po to, aby pomóc
biologom zrozumieć wpływ epigenomu na zdrowie i rozwój chorób u człowieka.
Badacze uczestniczący w projekcie postanowili skupić się na komórkach krwi. Na
ich rzecz przemawiały przede wszystkim względy praktyczne, gdyż większość
badań diagnostycznych polega na pobraniu próbki krwi. Naukowcy kierują się
również przesłankami biologicznymi. W przeciwieństwie do większości tkanek,
komórki krwi są ciągle odnawiane, więc krew składa się z mieszaniny komórek w
różnych stadiach dojrzałości.
Epigenom komórek krwi może ujawnić pewne ogólne zasady tego, jak komórki się
rozwijają. BLUEPRINT wygeneruje epigenomy referencyjne z 60 różnych typów
komórek, pobranych z krwi osób zdrowych, przechowywanej w narodowym banku
krwi w Wielkiej Brytanii. Analiza każdego epigenomu obejmie pełną sekwencję
genomu oraz jego danych ilościowych, dotyczących występowania i
rozmieszczenia dziewięciu różnych markerów epigenetycznych.
W celu zbadania, które zmiany epigenetyczne są dziedziczne, przeprowadzone
zostaną eksperymenty na myszach. Ponieważ obecnie brakuje wiedzy na temat
różnic epigenetycznych występujących pomiędzy różnymi osobami, w ramach
projektu przewidywane jest także zgromadzenie epigenomów o niższej
rozdzielczości, co pozwoli uzyskać pierwsze wskaźniki ilościowe odnośnie
naturalnych różnic osobniczych. Ideę projektu najlepiej podsumowuje Peter Jones
z University of Southern California w Los Angeles, który przyczynił się do
uruchomienia IHEC: „BLUEPRINT to pierwszy duży projekt dotyczący epigenomu
stworzony specjalnie w pod kątem misji IHEC. — mówi Jones — Epigenomy krwi
są szczególnie ekscytujące, ponieważ wiemy bardzo dużo o przebiegu
różnicowania komórek macierzystych krwi ale niewiele o kolejności wydarzeń
epigenetycznych zaangażowanych w procesy, które będą istotne dla rozwoju
choroby”.
Olga Andrzejczak
Żródło:
Nature.
41 instytucji i ponad 50 głównych badaczy w całej Europie połączy swe siły
w ramach projektu BLUEPRINT. Inwestycja ma pomóc w zrozumieniu
ludzkiego epigenomu
Data publikacji: 19.10.2011r.
Download
Random flashcards
bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards