В основе нового подхода лежит разработанный сотрудниками института метод комплексной диагностики генетических нарушений.
Учёные Института цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) разработали метод, позволяющий одновременно выявлять точечные мутации и хромосомные перестройки — два ключевых типа генетических нарушений, участвующих в развитии многих наследственных заболеваний и рака. Статья о новом подходе, получившем название Exo-C, опубликована в престижном международном журнале Genome Medicine.
Метод создан исследователями из Института цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) в сотрудничестве с учёными Института химической биологии и фундаментальной медицины, Новосибирского государственного университета, Образовательного центра «Сириус», Института искусственного интеллекта (AIRI) и др. Он сочетает в себе два современных подхода: Hi-C — метод пространственного анализа хромосом, и экзомное обогащение, применяемое для поиска мутаций в кодирующих участках ДНК.
В отличие от стандартных методов генетической диагностики, которые обнаруживают либо точечные мутации (SNV), либо крупные перестройки, Exo-C позволяет получить всю эту информацию в рамках одного анализа. Это может значительно повысить точность диагностики наследственных заболеваний и упростить работу врачей-генетиков.
«Хромосомные перестройки могут нарушать работу генов даже в том случае, если сами они остаются неповреждёнными. Ранняя и точная диагностика таких изменений критически важна для подбора лечения, прогноза и генетического консультирования», — отметил руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, д.б.н. Вениамин Фишман.
Метод Hi-C, лежащий в основе Exo-C, был разработан для изучения 3D-структуры ДНК в ядре клетки. Он фиксирует, какие участки генома физически взаимодействуют друг с другом, что позволяет выявлять разрывы и перестройки, нарушающие нормальную архитектуру хромосом. Однако классический Hi-C требует анализа всего генома, что дорого и неэффективно для медицинских задач.
В Exo-C учёные применили экзомное обогащение к библиотекам Hi-C, сосредоточив внимание только на генах. Это позволяет резко сократить стоимость секвенирования, повысить точность и одновременно выявлять как пространственные аномалии, так и «точечные» мутации в последовательности ДНК, кодирующих гены.
Проверка метода на моделях и образцах пациентов показала его высокую чувствительность и воспроизводимость. В частности, Exo-C обнаружил хромосомные транслокации, которые были подтверждены другими методами, и при этом не уступал традиционным подходам в детекции SNV.
«Самое главное, нескольким пациентам наше исследование, наконец-то, позволило найти причину заболевания и завершить, как принято говорить у медиков, «диагностическую одиссею». Эти люди годами ждали своего диагноза, поскольку другие методы не могли выявить повреждения ДНК, ставшие причиной болезни», – подчеркнул Вениамин Фишман.
Среди потенциальных применений метода: диагностика редких генетических синдромов, онкогенетика, пренатальные (дородовые) исследования, а также анализ случаев с неясной этиологией, когда другие тесты не дали результата.
Работа поддержана грантами Российского научного фонда, грантом ФТ Сириус и другими фондами. Исследователи рассчитывают, что в перспективе Exo-C может быть внедрён в клиническую практику и станет одним из инструментов персонализированной медицины.
Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии