Ученые ищут гены, ответственные за хорошее зрение
Многие люди страдают от глазных болезней, которые в худших случаях могут привести к слепоте. Такие заболевания, как катаракта, глаукома и дегенерация желтого пятна, хорошо описаны, однако лежащие в их основе причинные гены часто неизвестны. Команда ученых из Франкфурта и Дрездена провела исследование, чтобы идентифицировать некоторые из этих неоткрытых генов у млекопитающих, которые выполняют функции в глазу. В ходе крупномасштабного геномного анализа они обнаружили 15 ранее неизвестных генов, связанных с глазом, и подтвердили роль еще 14 генов с уже известными функциями. Исследование является новаторским, так как использует анализ генома для предсказания функции генов, и закладывает основу для дальнейших исследований зрения и глаза.
Новое исследование, опубликованное в журнале eLife, сравнило 49 геномов млекопитающих с хорошим и плохим зрением. Это совместная работа LOEWE-центра трансляционной геномики биоразнообразия и Научно-исследовательского общества Зенкенберг во Франкфурте, а также Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка в Дрездене и Центра регенеративных терапий Дрезденского технического университета.
Ученые исследовали гены на их сохранность. «Если ген интактен, он, вероятно, выполняет функции. В отличие от этого, «сломанные» гены обычно связаны с потерей функции. Это приводит к так называемому "эволюционному паттерну потерь"», — объясняет первый автор статьи доктор Хенрике Индришек. «Очень информативно и интересно видеть, как потери гена распределены среди разных видов животных. Если ген удален у слепого золотого крота, но интактен у слона, который является его ближайшим родственником в этом исследовании, это может указывать на функцию в глазу. Гены в нашем списке с потенциальной глазной функцией должны были быть потеряны как минимум трижды независимо у разных видов животных с плохим зрением».
В результате анализа команда составила список из 29 генов, вероятно, вовлеченных в зрение. Особое внимание они уделили одному из них — SERPINE3. Проводя эксперименты на рыбках данио-рерио, они смогли продемонстрировать, что удаление этого гена может привести к структурным изменениям в глазу и сетчатке. «Другие исследования также связывают SERPINE3 с генетическими вариантами, влияющими на признаки человеческого глаза. Поэтому мы предполагаем, что нарушение работы этого гена у людей может способствовать особенностям глаза и возрастным глазным болезням», — отмечает Индришек.
«Это исследование позволяет нам выследить ранее неизвестные гены, связанные с глазом», — говорит руководитель исследования профессор д-р Михаэль Хиллер. «Мы сочетаем сравнительную геномику с экспериментами на модельных организмах, чтобы идентифицировать эти гены и предсказать их функции. В ходе нашей работы мы наткнулись и на другие интересные гены, которые пока не изучены. Вероятно, они вносят вклад в то, что зрение различается у разных видов животных. Здесь кроется потенциал для будущих исследований глазных болезней».