Գիտնականները պարզել են ԴՆԹ-ում թաքնված հազվադեպ գենետիկ հիվանդությունների մեխանիզմներ

Խաղաղօվկիանոսյան հյուսիսարեւմտյան հետազոտական ինստիտուտի (PNRI) եւ համագործակցող հաստատությունների հետազոտողները հայտնագործություն են կատարել, որը կարող է զգալիորեն առաջ մղել գենոմային խախտումների մասին մեր ընկալումները։

Նրանց վերջին հետազոտությունը, որի արդյունքները հրապարակվել են Cell Genomics ամսագրում, ցույց է տալիս, որ ԴՆԹ հատուկ կառույցները, որոնք կոչվում են ինվերտացված տրիպլիկացիաներ, նպաստում են տարբեր գենետիկ հիվանդությունների զարգացմանը։

Գենոմային խախտումներն առաջանում են այն ժամանակ, երբ ԴՆԹ-ում տեղի են ունենում փոփոխություններ կամ մուտացիաներ, որոնք խախտում են նորմալ կենսաբանական ֆունկցիաները։ Դա կարող է հանգեցնել առողջական մի շարք խնդիրների, ներառյալ զարգացման ուշացումը եւ նյարդաբանական խանգարումները։ ԴՆԹ բարդ մուտացիաների տեսակներից մեկը ներառում է այն կառույցը, որը հայտնի է որպես դուպլիկացիա-տրիպլիկացիա/ինվերսիա-պատճենում (DUP-TRP/INV-DUP)։

Այս հետազոտությունում դիտարկվում է, թե ինչպես են գոյանում այդ բարդ փոփոխությունները եւ դրանց ազդեցությունը մարդու առողջության վրա։ Հետազոտական խումբը, որը գլխավորել է PNRI-ի հետազոտող Կլաուդիա Քարվալյուն, համագործակցել է լաբորատորիայի գործընկերների՝ Ջեյմս Լուպսկի լաբորատորիայի հետազոտող Քրիստոֆեր Գրոխովսկու  եւ այլ գիտնականների հետ՝ ուսումնասիրելու համար ինվերտացված տրիպլիկացիա ունեցող 24 մարդու ԴՆԹ-ն։

Նրանք հայտնաբերել են, որ այդ փոփոխությունները պայմանավորված են նրանով, որ ԴՆԹ հատվածները փոխում են շաբլոնները ռեպարացիայի պրոցեսում։ Սովորաբար ԴՆԹ ռեպարացիայի մեխանիզմներն օգտագործում են չվնասված կոմպլեմենտար շղթան որպես շաբլոն՝ վնասված ԴՆԹ-ի ճշգրիտ վերականգնման համար։ Սակայն երբեմն ռեպարացիայի ժամանակ ռեպարացիայի մեխանիզմը ոչ միտումնավոր փոխվում է մեկ ուրիշ, բայց նման հաջորդականության գենոմի մեկ այլ տեղում։

Այս փոփոխությունները տեղի են ունենում ինվերտացված կրկնությունների զույգերում՝ ԴՆԹ տեղամասերում, որոնք մեկը մյուսի հայելային արտացոլումն են։ Ինվերտացված կրկնությունները կարող են շեղել վերականգնման մեխանիզմները, ինչը կհանգեցնի ոչ ճիշտ շաբլոնի օգտագործման եւ կխախտի գեների նորմալ ֆունկցիան՝ նպաստելով գենետիկ խանգարումներին։

Հետազոտությունը ցույց է տվել, որ այդ շրջված տրիպլիկացիաները գենոմում առաջ են բերում կառուցվածքային տեսակների զարմանալի բազմազանություն, որոնք կարող են հանգեցնել տարբեր հետեւանքների առողջության համար։

Այդ փոփոխությունները կարող են փոխել որոշակի գեների պատճենների քանակը, ինչը հայտնի է որպես գեների չափավորում։

Գեների պատճենների ճիշտ քանակությունը վճռական նշանակություն ունի մարդու նորմալ զարգացման եւ գործունեության համար։ Գեների չափի փոփոխությունները կարող են առաջացնել այնպիսի հիվանդություններ, ինչպպիսին է MECP2 պատճենման համախտանիշը (նյարդային համակարգի զարգացման հազվադեպ խանգարում)։

Օգտագործելով ԴՆԹ սեքվենավորման առաջավոր մեթոդները՝ հետազոտողները պարզել են ճիշտ տեղերը, որտեղ ԴՆԹ այդ հատվածները փոխում են շաբլոնները, ինչը հանգեցնում է մի շարք գեների փոփոխության, ներառյալ MECP2-ի։