Секвенирование генома человека -; подвиг, совершенный в 2003 году -; предоставил список ингредиентов, из которых состоит человек, но не инструкции, объясняющие, как эти ингредиенты используются каждым типом клеток для создания сложных «блюд». Другими словами, то, что мы знаем последовательность ДНК в клетке, не обязательно означает, что мы знаем, как эти инструкции влияют на функцию клетки или как генетические вариации влияют на функцию и риск заболевания.

Чтобы преодолеть разрыв между генотипом (последовательностью ДНК) и фенотипом (поведением клеток), Национальный исследовательский институт генома человека, входящий в состав Национальных институтов здравоохранения, запустил новый Консорциум «Влияние геномных вариаций на функции».

В рамках новой программы исследователи Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета получат 6,4 миллиона долларов в виде гранта для изучения того, как внешние сигналы и генетические вариации влияют на поведение одного типа клеток, в частности: инсулин-продуцирующих бета-клеток в поджелудочная железа.

Мы планируем разработать дорожную карту генетических вариаций, актуальных для бета-клеток, чтобы предсказать изменения в выработке инсулина -; важная информация, которая может помочь нам лучше предотвратить и лечить диабет ».

Майке Сандер, доктор медицины, руководитель группы, профессор и директор Исследовательского центра детского диабета Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего

Бета-клетки вырабатывают гормон инсулин в ответ на повышение уровня сахара в крови, как это происходит после еды. Инсулин помогает другим клеткам усваивать сахар и использовать его для получения энергии.

При диабете 1 типа собственная иммунная система человека по ошибке атакует бета-клетки, поэтому они не производят инсулин. При диабете 2 типа бета-клетки не производят достаточно инсулина, и другие клетки перестают на него реагировать. В обоих случаях большое количество сахара, оставшееся для циркуляции в крови, может повредить кровеносную, нервную и другие системы организма. Однако это тщательный баланс -; если бы бета-клетки производили слишком много инсулина, в крови оставалось бы слишком мало сахара, чтобы поддерживать жизнь человека.

Сандер – врач-ученый, специализирующийся на биологии бета-клеток и диабете. Команда исследователей состоит из мультидисциплинарной группы экспертов: Бинг Рен из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего, доктор философии, профессор, директор Центра эпигеномики и член Сан-Диегоского отделения Института исследования рака Людвига (одноклеточные технологии и эпигеномика); Ханна Картер, доктор философии, доцент (сетевое моделирование); и Кайл Голтон, доктор философии, доцент (генетика и геномика человека).

Команда ранее построила модели бета-клеток на основе стволовых клеток человека в лаборатории и геномные карты, подробно описывающие, как регулируются гены различных бета-клеток. Они также могут использовать редактирование генов CRISPR для повторения вариантов генов, которые могут влиять на выработку и секрецию инсулина.

Благодаря новому финансированию, команда будет использовать свои модели бета-клеток, чтобы детализировать, как внешние сигналы определяют выработку инсулина. Они рассмотрят 10 различных стимулов, которые, как известно, модифицируют секрецию инсулина, включая сахар, другие питательные вещества и пищевые гормоны, и определят, как геном бета-клеток и высвобождение инсулина изменяются в ответ на эти стимулы в течение различных промежутков времени.