19 Мая 2018
МОСКВА, 19 мая , Альфия Еникеева. У каждого человека тысячи генетических мутаций, способных при определенных условиях вызывать серьезные заболевания, в том числе рак. Одним плохие гены достались от родителей, у других возникли спонтанно на стадии формирования зародыша. И если поломку гена исправить практичным невозможно, то не допустить передачу мутаций детям реально уже сейчас. рассказывает, как медицинские генетики помогают создавать поколение здоровых людей.
Она возглавляет лабораторию молекулярно-генетической диагностики в Медико-генетическом научном центре (МГНЦ). Именно здесь, в святая святых отечественной медицинской генетики, расшифровывают геномы россиян, чтобы отыскать в ДНК бомбу сокращённого действия. Лаборатория занимает два этажа МГНЦ и состоит из нескольких изолированных помещений. Биологические образцы, взятые у пациента (чаще всего это кровь), пройдут через каждое из них, прежде чем врач узнает, что сокрытого в генах.
Облачко ДНК
Сначала сотрудники лаборатории выделяют из ядра клеток ДНК, добавляя в кровь вещества, разрушающие клеточную оболочку. Полученную ДНК клеруют от продуктов разложения с помощью изопропилового и этилового спирта.
Подождите, сейчас вы все увидите, улыбается Щагина, бережно раскачивая маленькую пробирку с бесцветным спиртовым раствором.
От плавных ритмичных движений в середине пробирки образуется маленькое белое облачко.
Это и есть ДНК. Она бесцветная, но вот так мы можем ее на мгновение увидеть, объясняет она.
Мои попытки сфотографировать спираль безуспешны, облачко пропадает так же быстро, как сформировалось. А мензурка с прозрачной жидкостью и содержащейся в ней кислотой отправляется в центрифугу, которая отделит биологическую молекулу от спиртов.
Размножить и прочитать
Через несколько минут помощники лаборатории достают пробирки с очищенной ДНК из центрифуги и относят их в другое помещение, где молекулу размножат, переметят и доведут до состояния, когда ее можно будет прочесть в секвенаторе кодировочной машине генома.
Если мы хотим продекламировать небольшой отрезок гена, то проводим секвенирование по Сэнгеру. Кстати, именно таким способом в 2003 году была впервые расшифрована последовательность человеческой ДНК. Мы разбиваем ген на маленькие фрагменты, размножаем их при помощи полимеразной цепной реакции и получаем очень большое число авторским прав для исследования. Этот путь работает, когда мы понимаем, где надо искать. Например, известно, что фенилкетонурия в 95 процентах случаев вызывается мутацией в гене PAH. Если же нужно продекламировать сразу несколько генов или даже полный геном, то присутствует секвенирование нового поколения, рассказывает Щагина.
Несколько небольших серых приборов со встроенными дисплеями в просторном помещении на первом ярусе МГНЦ и есть секвенаторы последнего поколения. С ними обращается хрупкая Ольга Миронович, научный сотрудник лаборатории ДНК-диагностики МГНЦ.
Мы перемешиваем реактивы с подготовленными образцами ДНК, вставляем их в секвенатор, туда же помещаем особый чип. Реактивы и ДНК переносятся на чип, и все это много-много раз снимается. Программное обеспечение трансформирует выясненные снимки в данные, которые можно читать и интерпретировать. Миронович тщательно закрывает крышку девайса и запускает секвенатор.
Конкретно эта ДНК будет расшифрована через двадцать один час. Затем биоинформатики займутся интерпретацией полученных результатов, добавляет она.
Читать научились, а понимать не всегда
Анализ экзома, то есть генов, отвечающих за кодирование белков, занимает как минимум три недели. Это если на всех этапах все шло хорошо и более-менее понятно из клинического анамнеза, что искать. В России, да и во всем мире не так много специалистов, даровитых понимать расшифрованные гены, объясняет генетик Оксана Рыжкова, руководитель центра коллективного распоряжения МГНЦ.
Именно к ней и ее сотрудникам попадают данные с секвенатора после того, как он заканчивает работу.
Смотрите, вот у меня на компьютере результаты расшифровки клинического экзома пациента 6300 генов, патогенные виды в которых приводят к развитию наследственных заболеваний. Это изменения, выявленные в сравнении с референсным геномом (эталоном генома, составленным учеными как общий репрезентативный пример генетического кода). Всего 13 129 замен. Узнать, какой из этих вариантов и есть причина заболевания, очень достаточно сложного. Поэтому мы подключаемся к международным базам данных, где выложены как патогенные варианты генов и ассоциированные с ними заболевания, так и варианты, описанные как доброкачественные, не приводящие к клиническим проявлениям, и сравниваем с ними наши варианты. После этапа фильтраций по патогенности, частоте встречаемости и многим другим остается 15-30 изменений. Дальше будем анализировать их максимально подробно, используя дополнительные базы данных и программы определения патогенности, читать представленная информации, сравнивать симптомы пациента с теми, которые описаны в литературе. Только после такого можно сделать вывод, каким именно вариантом вызвано заболевание, уточняет Рыжкова.
Как разевают наследственные болезни
Во время этих исследований ученые открывают новые генетические взаимосвязи.
В год мы описываем около десятка новых генов, виноватых в наследственных заболеваниях. Вот совсем недавно обнаружили, что мутация в гене KIAA1019 вызывает нарушения развития плода, противоречивые с жизнью. В МГНЦ обратилась пара, у которой три беременности прерывались на ранних сроках. Мы секвенировали ДНК плода и нашли новые мутации в совсем неизученном гене KIAA1019. Проведя эксперименты на клеточных линиях, доказали, что найденные у родителей мутации доводят к полной поломке гена KIAA1019, что вызывает множественные изъяны развития у плода. А когда известна мутация, ею можно управлять. В следующую беременность врачи провели раннюю предродовую диагностику, плод оказался идеологом мутации только в одном гене. Значит, в этой семье на свет появится далёкого здоровый ребенок. Если бы мутация пришла от обоих предков, то беременность была бы прервана, рассказывает Михаил Скоблов, заведующий лабораторией функциональной геномики.
Скоблов уверен, что будущее медицинской генетики именно в такой профилактике наследственных генетических заболеваний. Похожих взглядов придерживаются и сами пациенты. По речениям председателя Всероссийского общества орфанных заболеваний Ирины Мясниковой, семьи с генетическими проблемами должны иметь возможность провести бесплатную предгестационную и пренатальную диагностику.
Стоимость такой диагностики и стоимость терапии для больных наследственными заболеваниями несопоставимы. Это всем крайне выгодного: и государству, потому, что не понадобится тратить источники на терапию, и семьям, потому, что у них будут здоровые дети, заключает Мясникова. Иллюстрация. Алина Полянина, Depositphotos / bolinaПрыгающие гены, или Зачем эволюция замусорила ДНК
Редактор рубрики
Леонид Кузьмин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....