Расшифрован первый в Европе эпигеном

Научный коллектив из Биомедицинского Исследовательского Института Беллвит (Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL)) под руководством профессора Манела Эстеллера (Manel Esteller) расшифровал первый в Европе эпигеном. Результаты исследования опубликованы в журнале Epigenetics.

Геном всех клеток человеческого организма одинаков вне зависимости от функций, выполняемых этими клетками. Следовательно, информация, закодированная в геноме, не может в полной мере объяснить изменения в активности клеток в определенных тканях и органах при таких сложных заболеваниях как рак. Нужна дополнительная информация, которую частично может предоставить эпигенетика – область биологии, изучающая изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванные механизмами, не затрагивающими изменение последовательности ДНК.

Метилирование

Эпигенетические изменения представляют собой химические модификации последовательности ДНК или гистонов – белков, необходимых для упаковки нитей ДНК в хромосомы. Наиболее хорошо изученным примером эпигенетического изменения является метилирование, заключающееся в присоединении метильной группы к ДНК. Понятие эпигеном подразумевает совокупность всех эпигенетических изменений генома. Авторы настоящего исследования полностью изучили паттерн метилирования ДНК белых кровяных клеток двух девочек – здоровой и страдающей редким генетическим заболеванием под названием синдром иммунодефицита, центромерной нестабильности и лицевых аномалий (Immunodeficiency, Centromere instability and Facial anomalies syndrome (ICF)). Данное заболевание вызвано мутацией в гене, ответственном за присоединение метильной группы к ДНК.

Проведенный учеными анализ показал, что у пациентки был эпигеномный дефект, который привел к нестабильности хромосом, в результате чего они становились легко повреждаемыми. Результаты исследования также показали, что у пациентки был нарушен эпигенетический контроль многих генов, связанных с защитными реакциями организма против инфекций, что привело к серьезному иммунодефициту. «Благодаря исследованию нам удалось выяснить, какие именно изменения происходят при данном редком заболевании, - говорит Манела Эстеллер. - Новые данные помогут разработать стратегию нового метода лечения».

Работа доктора Эстеллера также показала, что все злокачественные опухоли человека имеют общие специфические химические изменения – гиперметилирование генов опухолевой супрессии.

Графическое изображение двух идентифицированных эпигеномов (темно-синий круг соответствует эпигеному здоровой девочки, голубой – пациентке). (фото: Image courtesy of IDIBELL-Bellvitge Biomedical Research Institute)

По материалам IDIBELL-Bellvitge Biomedical Research Institute

Оригинальная статья:

Heyn H, Vidal E, Sayols S, Sanchez-Mut Jv, Moran S, Medina I, Sandoval J, Simó-Riudalbas L, Szczesna K, Huertas D, Gatto S, Matarazzo Mr, Dopazo J, Esteller M. Whole-genome bisulfite DNA sequencing of a DNMT3B mutant patient. Epigenetics, 2012