Ученые стремятся расшифровать язык ДНК

        

Ученые пытаются расшифровать язык, скрытый в наших телах

Да, ДНК имеет свой собственный язык, и ученые хотят понять ее, чтобы применить персонализированные терапевтические решения, основанные на анализе геномных биомаркеров человека и их регуляции.

О чем мы говорим? Группа исследователей под флагом проекта MRG-GRammar (Massive Reverse Genomics to Decipher Gene Regulatory Grammar), европейский финансируемый проект под названием Future and Emerging Technologies в Horizon 2020, стремится к пониманию языка ДНК, сочетающего синтетическую биологию с инновационные технологии ДНК-печати и биоинформатика. Понимание этого языка будет полезно для внедрения системы здравоохранения, адаптированной к потребностям каждого человека, для выявления различных типов рака, таких как меланома, например, и в целом для выявления происхождения многих заболеваний.

Что касается любого другого языка, язык ДНК состоит из алфавита и грамматики. Четыре буквы (пары оснований) составляют генетический алфавит: A, T, G, C; и ген – не что иное, как слово, то есть последовательность таких букв, как TCGATTAGG …

Когда проект «Геном человека» был завершен в 2003 году, ученые определили последовательность нуклеотидных оснований в ДНК Homo sapiens. Это дало нам книгу для чтения, но, хотя мы можем читать письма и распознавать много слов из своего словаря, мы не знаем достаточно грамматических правил, чтобы понять смысл всей книги.

Чтобы справиться с такой сложностью, исследователи проекта MRG-GRammar сузили свои интересы, сосредоточившись на правилах, регулирующих экспрессию генов, конечные белки, полученные ДНК. Действительно, регуляторная активность генома, определяющая, как выражаются гены, необходима для понимания того, какие последствия может привести к мутации в геномных регуляторных областях, например, рак меланомы. Помимо медицинского обслуживания, эта концепция регулирования генов может быть использована для лучшего производства биотоплива, в сельском хозяйстве и в других промышленных областях.

«Если бы мы смогли понять, что пошло не так, и почему, например, с помощью клеток, захватив и затем изменяя правила, которые инструктируют их реагировать определенным образом, это будет невероятным шагом вперед для медицины», – говорит Сара Голдберг, исследователь Технологического института Израиля в Хайфе, один из ученых, участвующих в проекте.

В частности, стратегия, которой следуют участники проекта, состоит в создании новых типов биологических наборов данных, которые систематически исследуют все возможные комбинации регулирования, создавая базу знаний, из которой может быть получен алгоритм регулирования. Исходя из этого алгоритма, можно было бы не только расшифровать существующий естественный нормативный кодекс, но и интерпретировать вариации, ведущие к глубокому пониманию истоков многих заболеваний.

Перспективный прогресс был задокументирован публикацией в Nature Communications.

Команда MRG-Grammar также сотрудничала с художницей Анной Думитри в рамках проекта FEAT, проекта FET, исследующего искусство как новый канал для общения с наукой. Результатом сотрудничества является произведение Думити «Make Do and Mend», которое художник осуществил, отредактировав геном бактерии E. coli революционной техникой CRISPR. Целью этих усилий является повышение осведомленности о резистентности к антибиотикам, разработанным бактериями, одной из основных проблем современной медицины.

Проект MRG-GRammar в размере 4 млн евро включал в себя семь партнеров и координировался Технологическим институтом Израиля в Хайфе, Израиль.

Источник:

      

Source link