Новый метод определяет функционально важные участки генома
Исследователи из Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) разработали вычислительный метод fitCons для определения функционально значимых "букв" (нуклеотидов) в человеческом геноме. Результаты, опубликованные в Nature Genetics, показывают, что лишь около 7% генома человека является функционально важным.
Основа метода: эволюционный эксперимент природы
- Вместо лабораторного мутагенеза метод использует данные о естественных мутациях, накопленных в ходе эволюции.
- Важные участки ДНК сохраняются естественным отбором, тогда как нефункциональные последовательности свободно меняются.
Анализ больших данных
Метод объединяет два типа масштабных данных:
- Биохимическая активность: Информация от консорциума ENCODE о том, где в геноме считывается ДНК и как она модифицирована биохимическими метками.
- Эволюционные изменения: Анализ вариаций в последовательностях ДНК с помощью ранее разработанной модели INSIGHT, которая рассматривает изменения:
Ключевой результат: всего 7% функционального генома
- Комбинация сотен классов биохимически активных сайтов с эволюционным анализом показала, что функционально важно не более 7% "букв" генома.
- Этот результат контрастирует с некоторыми оценками на основе только данных ENCODE, которые предполагали функциональность до 80% генома.
- "Мы считаем, что большинство последовательностей, обозначенных ENCODE как 'биохимически активные', вероятно, не важны в эволюционном плане для человека", — поясняет профессор Адам Сипел.
Практическое применение для медицины
Метод позволит точнее выявлять функционально значимые мутации, связанные с заболеваниями:
- Полногеномные исследования часто указывают на обширные регионы, связанные с болезнью.
- fitCons помогает определить, какие конкретно нуклеотиды в этих регионах вероятно функциональны, поскольку они одновременно биохимически активны и сохранены эволюцией.
- Это создаёт мощный ресурс для понимания генетической основы болезней.