Forscher entwickeln schneller und kostengünstiger Weg, um Krankheitsgene Suche
Ein schneller und kostengünstiger Weg, um Krankheitsgene im menschlichen Genom , die von Forschern in den USA entwickelt wird finden, hat seine erste " Proof of Concept " -Test von der Suche nach bisher unbekannten Genmutationen für Freeman-Sheldon-Syndrom , einer seltenen Erkrankung Mendel vergangen, in verwandten betroffenen .
Forscher von der University of Washington (UW) in Seattle schrieb über ihre Arbeit in einem Artikel , der in der 16. August Ausgabe erscheint Natur.
Mit dem neuen Genom - Analyse Strategie, die sie entwickeln , Senior Investigator Jay Shendure , UW Assistant Professor für Genomwissenschaften und Kollegen erwarten, dass die Kosten für die und die Zeit, die die Beziehungen zwischen Genen und Krankheiten bei nicht verwandten Menschen mit dem zu finden erheblich reduzieren gleichen Erbkrankheit .
Im Moment können nur sehr wenige Wissenschaftler diese Art von Untersuchung durchzuführen , da aktuelle Methoden zur Sequenzierung und den Vergleich menschliche Genome zu komplex , zu teuer und zu lange dauern .
Shendure erklärte in einer Erklärung , warum diese Arbeit wichtig ist :
" Die Genetik Tausende seltener Krankheiten bleibt ungelöst , weil eine ausreichende Zahl von Familien mit Personen, die von diesen Erkrankungen betroffen sind nicht leicht zugänglich sind. Auch bei solchen Familien , Kartierung und Identifizierung der ursächliche Gen kann viele Jahre dauern . "
Zusammen mit der Hauptautor Sarah B. Ng, ein Doktorand in der Abteilung für UW Genome Sciences , Shendure und Kollegen eine Proof of Concept -Studie zu sehen, ob eine gezielte Analyse mit neuerer Technologie Kandidatengenen für eine Mendelschen Erkrankung namens Freeman finden konnte Sheldon -Syndrom in keinem Zusammenhang betroffenen .
Mendelschen Erkrankungen wie Freeman-Sheldon-Syndrom , Mukoviszidose und Sichelzellen Anämie Werden durch eine Mutation in einem einzelnen Gen verursacht und übergeben , die über Generationen in einem einfachen Vererbungsmuster .
Wir von der Arbeit zur Genetik von Krebs, Diabetes getan wissen bereits, und Herzkrankheit daß gemeinsame Variationen im menschlichen Genom sind nur zu einem sehr kleinen Teil des Risikos für diese allgemeinen Krankheiten verbunden .
Die neue Strategie , die Shendure und Kollegen entworfen ermöglicht es Wissenschaftlern, für seltene Varianten aussehen, aber es für den Einsatz in großen Bevölkerung Studien Blick auf die komplexe Genetik hinter führenden Ursachen für Tod und Invalidität ausgeweitet werden könnte , sagten sie.
Die Strategie führt nicht zu Blick auf das gesamte Genom . Shendure sagte sie beschlossen, nur auf der Exoms konzentrieren : die 1 Prozent des Genoms, die für Proteine .
Das Team eroberte die exomes von 12 Personen, 4 von ihnen hatten die gleiche Mendelschen Erkrankung , Freeman-Sheldon-Syndrom . Die Teilnehmer wurden nicht verwandt.
"Wir haben dann diese ausgewählten Teile des Genoms decodiert durch massiv parallele DNA-Sequenzierung, eine Technologie, die ein bis Hunderte von Millionen von DNA-Fragmenten , die parallel zu sequenzieren können ", erklärte Shendure .
Wenn sie die Daten für die Teilnehmer analysiert sie fanden, daß nur ein Gen , MYH3 mussten bislang unentdeckte Mutationen in den exomes aller 4 betroffenen Teilnehmern.
Die Begrenzung der Missachtung der 99 Prozent der restlichen Genom ist, dass Sie nicht finden, sich über die nicht-kodierenden Unterschiede zwischen den Genomen , wie die rechtlichen und strukturellen Funktionen , so die Forscher .
Doch trotz dieser Einschränkung hat die Strategie noch einige bedeutende Vorteile , wie Shendure erklärt :
"Unser Fokus auf die Protein-kodierenden Teilmenge des Genoms ermöglicht es uns, mindestens 20 Mal mehr Proben als dies mit Sequenzierung ganzer Genome mit entsprechenden Aufwand möglich machen."
Die Forscher erstellten Erhebung der Daten im November 2008 und endete im Februar 2009. Sie schlagen mit den Lehren dieser Studie könnte eine ähnliche seltene Krankheit in einer Angelegenheit von Wochen analysiert werden , und dieses Zeitrahmens könnte sogar noch weiter in die gehen Zukunft.
Da diese " zweiten Generation " der DNA-Sequenzierung Technologien häufiger geworden , präsentieren sie neue Herausforderungen Datenmanagement. Zum Beispiel wird die Menge von Rohdaten durch die DNA- Sequenzierung Instrumente an der UW gesammelt allein bald bald petabytes gemessen werden. Ein Petabyte ist eine Billiarde Byte oder 1.000 Terabyte oder 1.000.000 Gigabyte oder rund 6 Milliarden Web- Bilder .
" Massively Parallel -Technologien, die es ermöglichen, zu studieren einzelnen Genome haben erst vor kurzem entstanden , aber halten erhebliche Versprechen für neue Einblicke in die menschliche Biologie und Medizin ", sagte Shendure .
"Dieser Ansatz für die menschliche Exoms Sequenzierung wird der Schlüssel bei der Skalierung aller Bemühungen, die Genetik der beiden Empfänglichkeit und Resistenz , um komplexere Krankheiten wie Herzerkrankungen, Krebs und Infektionskrankheiten zu erforschen ", fügte er hinzu.
Neben Shendure Labor in Genome Sciences , wurde der Schlüssel Arbeit in Zusammenarbeit mit drei weiteren UW -Labors durchgeführt : Deborah Nickerson in Genome Sciences , Michael Bamshad in Kinderheilkunde ; und Evan Eichler in Genome Sciences sowie Arindam Bhattacharjee von Agilent Technologies in Santa Clara, Kalifornien .
Die Studie wurde von der National Institutes of Health , der Washington Research Foundation, und der Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung in Singapur finanziert.
" Gezielte Erfassung und massiv parallele Sequenzierung von 12 menschlichen exomes . "
Sarah B. Ng, Emily H. Turner, Peggy D. Robertson, Steven D. Flygare , Abigail W. Bigham , Choli Lee, Tristan Shaffer, Michelle Wong, Arindam Bhattacharjee , Evan E. Eichler, Michael Bamshad , Deborah A. Nickerson und Jay Shendure .
Natur, Online 16 August 2009 Veröffentlicht .
DOI: 10.1038 / nature08250
Quelle: University of Washington Nachrichten .