पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय (पेन मेडिसिन) में चिल्ड्रन हॉस्पिटल ऑफ फिलाडेल्फिया (CHOP) और पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने संभावित उत्परिवर्तन की पहचान करने के लिए एक एल्गोरिथ्म को सफलतापूर्वक नियोजित किया है जो हमारे डीएनए के नॉनकोडिंग क्षेत्रों में रोग के जोखिम को बढ़ाते हैं, जो मानव जीनोम के विशाल बहुमत को बनाते हैं। निष्कर्ष सामान्य बीमारियों की एक सीमा में रोग से जुड़े वेरिएंट का पता लगाने के आधार के रूप में काम कर सकते हैं। निष्कर्ष आज ऑनलाइन प्रकाशित किए गए थे अमेरिकी मानव अनुवांशिक ज़र्नल।
जबकि प्रोटीन के लिए मानव जीनोम कोड के कुछ खंड विभिन्न प्रकार के आवश्यक जैविक कार्यों को पूरा करने के लिए, 98% से अधिक जीनोम प्रोटीन के लिए कोड नहीं करते हैं। हालांकि, रोग से जुड़े वेरिएंट को जीनोम के इन नॉनकोडिंग क्षेत्रों में भी पाया जा सकता है, जो अक्सर प्रोटीन बनाए जाने या “व्यक्त” होने पर नियंत्रित करते हैं। चूंकि इस “नियामक कोड” को अच्छी तरह से समझा नहीं गया है, इसलिए इन नॉनकोडिंग वेरिएंट का अध्ययन करना अधिक कठिन रहा है, लेकिन पूर्व जीनोम-वाइड एसोसिएशन स्टडीज (जीडब्ल्यूएएस) ने उनकी नैदानिक प्रासंगिकता को समझने में बहुत प्रगति की है।
चुनौतियों में से एक यह है कि जबकि व्यापक क्षेत्रों को GWAs द्वारा रोग से जुड़े होने के रूप में पहचाना जा सकता है, कई लोगों के बीच जो संस्करण है, वह एक है जो बीमारी के लिए जिम्मेदार एक चुनौती है। नॉनकोडिंग क्षेत्रों में इनमें से कई वेरिएंट ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर बाइंडिंग रूपांकनों के आसपास केंद्रित हैं, जो जीनोम में ऐसे क्षेत्र हैं जो विशिष्ट प्रोटीन हैं, जिन्हें ट्रांसक्रिप्शन कारक कहा जाता है, जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए पहचान और बाइंड करते हैं। जबकि ये प्रोटीन जीनोम पर उन क्षेत्रों में बांधते हैं जो “खुले हैं,” वे अस्थायी रूप से डीएनए के तत्काल क्षेत्र को “बंद” करते हैं, जिसे वे बाध्य करते हैं, प्रायोगिक परिणामों में एक “पदचिह्न” छोड़ते हैं, जिसका उपयोग ठीक उसी जगह का पता लगाने के लिए किया जा सकता है जहां वे बाध्यकारी हैं।
“यह स्थिति एक पुलिस लाइनअप के लिए तुलनीय है,” वरिष्ठ अध्ययन लेखक स्ट्रूआन एफए ग्रांट, पीएचडी, सेंटर फॉर स्पैटियल एंड फंक्शनल जीनोमिक्स और डैनियल बी। बर्क एंडेडेड चेयर फॉर डायबिटीज रिसर्च फॉर सीएचओपी में ने कहा। “आप इसी तरह के संदिग्धों को एक साथ देख रहे हैं, इसलिए यह जानना चुनौतीपूर्ण हो सकता है कि वास्तविक अपराधी कौन है। इस अध्ययन में हमने जिस दृष्टिकोण का उपयोग किया है, उसके साथ, हम इस तथाकथित पदचिह्न की पहचान के माध्यम से रोग पैदा करने वाले संस्करण को इंगित करने में सक्षम हैं।”
इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने ATAC-SEQ का उपयोग किया, जो एक प्रायोगिक जीनोमिक अनुक्रमण विधि है जो जीनोम के “ओपन” क्षेत्रों की पहचान करता है, और प्रिंट करता है, जो डीएनए-प्रोटीन इंटरैक्शन के इस प्रकार के पैरों के निशान का पता लगाने के लिए एक गहरी-शिक्षण-आधारित विधि है। 170 मानव यकृत के नमूनों से डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने 809 “पदचिह्न मात्रात्मक विशेषता लोकी,” या इन पैरों के निशान से जुड़े मानव जीनोमिक के विशिष्ट भागों का अवलोकन किया, जो इंगित करते हैं कि डीएनए-प्रोटीन इंटरैक्शन कहां होना चाहिए। इस पद्धति का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता यह निर्धारित कर सकते हैं कि क्या प्रतिलेखन कारक वेरिएंट के आधार पर इन साइटों के लिए अलग -अलग ताकत के साथ बाध्यकारी थे।
इस उपयोगी मूलभूत जानकारी के साथ, अध्ययन के लेखक इन तकनीकों को अन्य अंगों और ऊतक नमूनों पर लागू करने की उम्मीद करते हैं और यह पहचानना शुरू करते हैं कि इनमें से कौन से वेरिएंट संभावित रूप से विभिन्न प्रकार की सामान्य बीमारियों को चला रहे हैं।
“यह दृष्टिकोण कुछ मौलिक मुद्दों को हल करने में मदद करता है जो हमने अतीत में सामना किया है, जब यह निर्धारित करने की कोशिश की जा रही है कि कौन से नॉनकोडिंग वेरिएंट ड्राइविंग बीमारी हो सकते हैं,” फर्स्ट स्टडी लेखक मैक्स डुडेक ने कहा, ग्रांट में पीएचडी के छात्र और पेन मेडिसिन में जेनेटिक्स विभाग में अल्म्सी लैब्स और फिलडेल्फिया के चिल्ड्रन अस्पताल में पीडियाट्रिक्स विभाग में। “बड़े नमूना आकारों के साथ, हम मानते हैं कि इन आकस्मिक वेरिएंट को इंगित करना अंततः सामान्य रोगों के लिए उपन्यास उपचार के डिजाइन को सूचित कर सकता है।”
इस अध्ययन को नेशनल साइंस फाउंडेशन ग्रेजुएट रिसर्च फेलोशिप प्रोग्राम, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ ग्रांट R01 HL133218, U10 AA008401, UM1 DK126194, U24 DK138512, UM1 DK126194, और R01 HD056465 और Daneell B.
