חוקרים מבית החולים לילדים בפילדלפיה (CHOP) ובית הספר לרפואה פרלמן באוניברסיטת פנסילבניה (פן רפואה) השתמשו בהצלחה באלגוריתם כדי לזהות מוטציות פוטנציאליות המגבירות את הסיכון למחלות באזורים שאינם מקודדים את ה- DNA שלנו, המהווים את הרוב הגדול של הגנום האנושי. הממצאים עשויים לשמש בסיס לגילוי גרסאות הקשורות למחלות במגוון מחלות שכיחות. הממצאים פורסמו היום באופן מקוון על ידי כתב העת האמריקאי לגנטיקה אנושיתו
בעוד שבחלקים מסוימים בקוד הגנום האנושי לחלבונים לבצע מגוון של פונקציות ביולוגיות חיוניות, יותר מ- 98% מהגנום אינו מקודד חלבונים. עם זאת, גרסאות הקשורות למחלות ניתן למצוא גם באזורים לא מקודדים אלה של הגנום, שלעתים קרובות שולטים כאשר חלבונים מתבצעים או "באים לידי ביטוי". מכיוון ש"קוד הרגולציה "הזה אינו מובן היטב, גרסאות שאינן מקודדות אלה היו קשות יותר ללמוד, אך מחקרי אסוציאציה רחבים בגנום (GWAS) עשו צעדים גדולים בהבנת הרלוונטיות הקלינית שלהם.
אחד האתגרים הוא שלמרות שניתן לזהות אזורים רחבים על ידי GWAS כקשורים למחלות, תוך סיבוב של גרסה בין כמה הוא זה שאחראי למחלות נותר אתגר. רבים מהווריאנטים הללו באזורים שאינם מקודדים מרוכזים סביב מוטיבים מחייבים גורמי שעתוק, שהם אזורים בגנום שאותם חלבונים ספציפיים, המכונים גורמי שעתוק, מכירים ונקשרים אליהם על מנת לווסת את ביטוי הגנים. בעוד חלבונים אלה נקשרים באזורים בגנום ש"פתוחים ", הם" סוגרים באופן זמני "את האזור המיידי של ה- DNA אליו הם נקשרים, ומשאיר" טביעת רגל "בתוצאות ניסיוניות שניתן להשתמש בו כדי לאתר בדיוק במקום בו הם מחייבים.
"מצב זה דומה למערך המשטרה"אמר סופר המחקר הבכיר סטרואן פ.א. גרנט, דוקטורט, מנהל המרכז לגנומיקה מרחבית ופונקציונלית והכיסא של דניאל ב. בורק למחקר סוכרת ב- CHOP."אתה מסתכל על חשודים דומים יחד, כך שזה יכול להיות מאתגר לדעת מיהו האשם בפועל. בגישה בה השתמשנו במחקר זה, אנו יכולים להצביע על הגרסא הגורמת למחלות באמצעות זיהוי של טביעת רגל זו כביכול"
במחקר זה, החוקרים השתמשו ב- ATAC-SEQ, שיטת רצף גנומית ניסיונית המזהה אזורים "פתוחים" של הגנום, והדפס, שיטה מבוססת למידה עמוקה לגילוי סוגים אלה של טביעות רגל של אינטראקציות בין חלבון DNA. באמצעות נתונים מ -170 דגימות כבד אנושיות, החוקרים צפו ב 809 "לוקוסים תכונה כמותית טביעת רגל", או חלקים ספציפיים של הגנומי האנושי הקשור לטביעות רגל אלה המצביעות על היכן יש להתרחש אינטראקציות בין חלבון DNA. בשיטה זו החוקרים יכלו לקבוע אם גורמי התמלול מחייבים עם חוזק משתנה לאתרים אלה, תלוי בגרסה.
עם מידע יסודי שימושי זה, מחברי המחקר מקווים ליישם טכניקות אלה על דגימות איברים ורקמות אחרות ולהתחיל לזהות אילו מהווריאנטים הללו עשויים להניע מגוון מחלות שכיחות.
"גישה זו מסייעת לפתור כמה סוגיות מהותיות שנתקלנו בהן בעבר כשמנסים לקבוע אילו גרסאות שאינן מקודדות עשויות להניע מחלות"אמר מחבר המחקר הראשון מקס דודק, סטודנט לתואר שלישי במעבדות גרנט ואלסיי במחלקה לגנטיקה בפן רפואה ובמחלקה לרפואת ילדים בבית החולים לילדים בפילדלפיה."עם גדלי מדגם גדולים יותר, אנו מאמינים כי סיבוב גרסאות מזדמנים אלה יכול בסופו של דבר ליידע את העיצוב של טיפולים חדשים למחלות שכיחות"
מחקר זה נתמך על ידי התוכנית הלאומית למלגות לחקר הבוגרים של קרן המדע, מכונים לאומיים לבריאות מענקים R01 HL133218, U10 AA008401, UM1 DK126194, U24 DK138512, um1126194, um126194, ו- R01 HD05665.
