Первые результаты функционального генетического каталога лабораторной мыши были представлены сообществу биомедицинских исследователей, раскрывая новые взгляды на ряд редких заболеваний и возможность ускорения разработки новых методов лечения и прецизионной медицины.
Исследование, в ходе которого было собрано более 20 миллионов единиц данных, выявило 360 новых моделей болезней и предоставило 28 406 новых описаний влияния генов на биологию и болезни мышей. Новые модели болезней становятся доступными для биомедицинского сообщества, чтобы помочь их исследованиям.
Международный консорциум по фенотипированию мышей (IMPC) стремится создать полный каталог функций генов млекопитающих по всем генам. Их первоначальные результаты, опубликованные в журнале Nature Genetics, основаны на анализе первых 3 328 генов (15% генома мыши, кодирующего белки).
Ведущий автор д-р Дамиан Смедли из Лондонского университета королевы Марии (QMUL) и главный исследователь Monarch Initiative сказал: «Хотя секвенирование следующего поколения произвело революцию в идентификации новых генов болезней, до сих пор не хватает понимания как эти гены на самом деле вызывают болезни.
"Эти 360 новых моделей болезней, которые мы выявили у мышей, представляют собой первые шаги чрезвычайно важного международного проекта. Мы надеемся, что исследователи смогут использовать эти знания для разработки новых методов лечения пациентов, что в конечном итоге мы все стремимся достичь."
Благодаря сходству с биологией человека и простоте генетической модификации лабораторная мышь, возможно, является предпочтительным модельным организмом для изучения генетических заболеваний человека. Тем не менее, подавляющее большинство генома мыши остается плохо изученным, поскольку ученые, как правило, сосредотачивают свои исследования на нескольких конкретных областях генома, связанных с наиболее распространенными наследственными заболеваниями.
Развитие методов лечения редких заболеваний сильно отстает: более половины диагностированных редких заболеваний до сих пор не имеют известного причинного гена. Вот почему IMPC стремится создать полную базу данных, которая систематически детализирует функции всех областей генома мыши, включая неврологическую, метаболическую, сердечно-сосудистую, дыхательную и иммунную системы.
Терри Михан, координатор проекта IMPC в Европейском институте биоинформатики (EMBL-EBI), сказал: «Модели мышей позволяют нам ускорить диагностику пациентов и разработать новые методы лечения. делает ген и с какими заболеваниями он связан Это требует значительных усилий по сбору и обработке данных, которые выходят далеко за рамки возможностей отдельных лабораторий. IMPC создает ресурс данных, который принесет пользу всему биомедицинскому сообществу».
Проект включает в себя систематическое изучение генома мыши и удаление определенного гена один за другим у разных мышей. Изучая полученные характеристики мыши в различных стандартизированных тестах, команда затем видит, проявляется ли и как нокаут гена как болезнь, и связывает свои выводы с тем, что уже известно о человеческой версии болезни. Метод нокаута «один за другим» позволяет открывать редкие гены, поскольку часто эти заболевания вызываются вариантами одного гена.
Более половины из 3 328 охарактеризованных генов никогда ранее не исследовались на мышах, а для 1 092 генов молекулярная функция или биологический процесс ранее не были известны из прямых экспериментальных данных. К ним относятся гены, которые, как было установлено, участвуют в формировании компонентов крови (потенциально участвующих в развитии анемии), пролиферации клеток и поддержании стволовых клеток.
Впервые признаки болезней человека были обнаружены на мышиных моделях форм синдрома Бернара-Сулье (нарушение свертываемости крови), синдрома Барде-Бидля (вызывающего потерю зрения, ожирение и дополнительные пальцы рук или ног) и синдрома Гордона. Синдром Холмса (нейродегенеративное заболевание с задержкой полового созревания и отсутствием вторичных половых признаков).
Команда также идентифицировала новые гены-кандидаты для заболеваний с неизвестным молекулярным механизмом, включая наследственную болезнь сердца, называемую «аритмогенной дисплазией правого желудочка», которая поражает сердечную мышцу, и болезнь Шарко-Мари-Тута, которая характеризуется повреждение нерва, ведущее к мышечной слабости и неуклюжей походке.
Д-р Смедли добавил: «В дополнение к лучшему пониманию механизма заболевания и новым методам лечения пациентов с редкими заболеваниями, многие уроки, которые мы извлекаем здесь, также будут полезны для точной медицины, цель которой - улучшить лечение посредством настройки здравоохранения на основе геномной информации пациента."