Инверсии в геноме встречаются чаще, чем считалось ранее

Исследователи из EMBL в Гейдельберге обнаружили, что инверсии в геноме человека встречаются чаще, чем предполагалось, что влияет на наше понимание некоторых генетических заболеваний.

Мутации в ДНК могут приводить к генетическим заболеваниям. К такому генетическому разнообразию относятся точечные мутации, а также делеции, дупликации и инверсии.

Термин «инверсия» описывает изменение ориентации участка ДНК в геноме. Инверсии изучены плохо, поскольку их сложнее анализировать, чем другие типы мутаций. Учёные из EMBL в сотрудничестве с коллегами из Вашингтонского университета (США) и Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе (Германия) показали, что инверсии — один из самых распространённых мутационных процессов у людей.

Исследователи выяснили, как формируются инверсии, и детально изучили набор из 40 инверсий, которые рекуррентно возникают в геноме, где последовательность ДНК «переключается» туда и обратно. Эти «переключающиеся» инверсии обычно находятся в регионах, связанных с развитием определённых заболеваний человека — геномных расстройств.

«Мы обнаружили, что инверсии формируются с гораздо более высокой частотой, чем считалось ранее. У человека по меньшей мере 0,6% генома постоянно меняет направление, что делает инверсию одним из самых быстрых мутационных процессов», — заявил Ян Корбел, старший научный сотрудник EMBL. На этих участках геном нестабилен — направление генетического кода продолжает переключаться.

Многие важные человеческие гены находятся в этих нестабильных регионах. Для учёных это означает, что они должны учитывать это «переключение» при изучении таких аспектов, как регуляция генов на большом расстоянии или эпигенетика.

Инверсии также важны для развития заболеваний человека, таких как задержки развития у детей или нейропсихиатрические расстройства у взрослых. «Несмотря на их важность, эти регионы было очень сложно изучать из-за их сложности. Чтобы показать, что эти инверсии действительно переключаются, потребовался новый набор вычислительных методов», — сказал Тобиас Маршалл. «Теперь мы можем предоставить генетикам новый инструмент для понимания происхождения болезней у их пациентов».

Эван Эйхлер заявил, что они «впервые показали, что инверсии могут быть связаны с редкими геномными перестройками, обнаруженными при детском аутизме, задержке развития и эпилепсии. Теперь вопрос: почему? Мы предполагаем, что определённые конфигурации на флангах инверсий либо предрасполагают, либо защищают людей и их потомство от болезнетворных перестроек. Это может иметь практическое применение в клинике для выявления семей в группе риска».

Исследование опубликовано в журнале Cell.