Setiap orang mempunyai ribuan mutasi genetik yang, dalam keadaan tertentu, boleh menyebabkan penyakit serius, termasuk barah. Sebilangan gen buruk diwarisi daripada ibu bapa mereka, sementara yang lain muncul secara spontan pada peringkat pembentukan embrio. Dan sekiranya kerosakan gen hampir mustahil untuk diperbaiki, maka sekarang adalah mustahak untuk mencegah penularan mutasi kepada anak-anak. RIA Novosti menceritakan bagaimana genetik perubatan membantu mewujudkan generasi orang yang sihat.
“Dalam praktik saya, ada satu keluarga besar dari Samara yang menderita neuropati sensori motor keturunan (HMSN). Penyakit ini tidak menyenangkan, tetapi tidak membawa maut. Gejala pertama muncul pada masa kanak-kanak; pada usia enam puluh, pesakit sudah berada di kerusi roda. Kami mengambil masa kira-kira lima belas tahun untuk mengenal pasti gen penyebab penyakit ini. Penyebab molekul penyakit ini dikenal pasti pada tahun 2015. Enam diagnostik pranatal awal telah dijalankan untuk pelbagai cabang keluarga ini. Malangnya, tidak semua orang mempunyai prognosis yang baik. Dalam kes ini, kehamilan ditamatkan. Tetapi hasilnya, semua orang ini melahirkan bayi yang sihat. Bayangkan, lima generasi keluarga menderita HMSN, dan keturunan mereka tidak lagi mengalami mutasi ini,”kata Olga Shchagina, ahli genetik makmal.
Dia mengetuai makmal diagnostik genetik molekul di Pusat Penyelidikan Genetik Perubatan (MGSC). Di sinilah, di tempat suci genetik perubatan Rusia, genom orang Rusia disahkod untuk mencari bom waktu dalam DNA mereka. Makmal ini menempati dua tingkat Pusat Ilmiah Negeri Moscow dan terdiri daripada beberapa bilik terpencil. Sampel biologi yang diambil dari pesakit (paling kerap darah) akan melewati masing-masing sebelum doktor mengetahui apa yang tersembunyi dalam gen.
Awan DNA
Pertama, pekerja makmal mengasingkan DNA dari inti sel, menambahkan zat yang memusnahkan membran sel ke darah. DNA yang dihasilkan disucikan dari produk degradasi menggunakan isopropil dan etil alkohol.
"Tunggu, sekarang kamu akan melihat semuanya," Shchagina tersenyum, menggegarkan perlahan tabung uji kecil dengan larutan alkohol tanpa warna.
Dari pergerakan berirama yang lancar di tengah tabung uji, awan putih kecil terbentuk.
Video promosi:
Ini DNA. Ia tidak berwarna, tetapi ini adalah bagaimana kita dapat melihatnya sebentar,”jelasnya.
Percubaan saya untuk memotret lingkaran tidak berjaya, awan akan hilang secepat terbentuk. Tabung uji dengan cecair jernih dan asid yang terkandung di dalamnya dihantar ke empar, yang akan memisahkan molekul biologi dari alkohol.
Perubahan kimia spontan dalam struktur DNA membawa kepada mutasi / Depositphotos / rob3000.
Gandakan dan baca
Beberapa minit kemudian, pekerja makmal mengeluarkan tiub dengan DNA yang disucikan dari empar dan membawanya ke bilik lain, di mana molekul itu akan digandakan, ditandakan dan dibawa ke keadaan di mana ia dapat dibaca dalam mesin penjujukan - mesin penyusun genom.
Sekiranya kita ingin membaca sekeping kecil gen, maka kita melakukan penjujukan Sanger. By the way, dengan cara ini pada tahun 2003 urutan DNA manusia pertama kali diuraikan. Kami memecahkan gen menjadi serpihan kecil, menyebarkannya menggunakan reaksi berantai polimerase dan mendapatkan sejumlah salinan untuk penyelidikan. Kaedah ini berfungsi apabila kita memahami di mana mencarinya. Sebagai contoh, diketahui bahawa fenilketonuria disebabkan pada 95 peratus kes oleh mutasi pada gen PAH. Sekiranya anda perlu membaca beberapa gen sekaligus atau genom lengkap, maka penjujukan generasi baru digunakan,”kata Shchagina.
Beberapa peranti kelabu kecil dengan paparan terbina dalam di ruang yang luas di tingkat pertama MGNT adalah jujukan generasi terkini. Mereka diuruskan oleh Olga Mironovich yang rapuh, seorang penyelidik di makmal diagnostik DNA Pusat Sains Negeri Moscow.
"Kami mencampurkan reagen dengan sampel DNA yang disiapkan, memasukkannya ke dalam alat penjujukan, dan meletakkan cip khas di sana. Reagen dan DNA dipindahkan ke cip, dan semua ini difoto berkali-kali. Perisian mengubah gambar yang ditangkap menjadi data yang dapat dibaca dan ditafsirkan. " Mironovich menutup penutup peranti dengan berhati-hati dan memulakan penjujukannya.
DNA khusus ini akan diuraikan dalam dua puluh satu jam. Kemudian bioinformatik akan mentafsirkan hasilnya,”tambahnya.
Belajar membaca, tetapi tidak selalu faham
Analisis exome, iaitu gen yang bertanggungjawab untuk pengekodan protein, memerlukan masa sekurang-kurangnya tiga minggu. Ini sekiranya semuanya berjalan lancar di semua peringkat dan lebih jelas dari sejarah klinikal apa yang harus dicari. Di Rusia, dan di seluruh dunia, tidak banyak pakar yang dapat memahami gen yang disahkod,”jelas ahli genetik Oksana Ryzhkova, ketua Pusat Penggunaan Bersama Pusat Ilmiah Negeri Moscow.
Ia adalah untuknya dan pegawainya yang mendapatkan data dari penjujukan setelah selesai bekerja.
"Lihat, saya ada di komputer saya hasil penyahkodan exome klinikal pesakit - 6300 gen, varian patogen yang menyebabkan perkembangan penyakit keturunan. Ini adalah perubahan yang dikenal pasti dibandingkan dengan genom rujukan (piawai genom yang disusun oleh saintis sebagai contoh perwakilan umum kod genetik). Sebanyak 13,129 penggantian. Sangat sukar untuk mengetahui pilihan mana yang menjadi penyebab penyakit ini. Oleh itu, kami menghubungkan ke pangkalan data antarabangsa, di mana kedua-dua varian gen patogen dan penyakit yang berkaitan dibentangkan, dan varian yang digambarkan sebagai jinak, tidak membawa kepada manifestasi klinikal, dan kami membandingkan varian kami dengan mereka. Selepas peringkat "penapisan" oleh patogenik, kekerapan kejadian dan banyak yang lain, 15-30 perubahan tetap ada. Selanjutnya kita akan menganalisisnya dengan seberapa detail yang mungkin,menggunakan pangkalan data dan program tambahan untuk menentukan patogenik, membaca artikel, membandingkan gejala pesakit dengan yang dijelaskan dalam literatur. Hanya selepas ini kita dapat menyimpulkan varian mana yang menyebabkan penyakit ini,”jelas Ryzhkova.
Bagaimana penyakit keturunan ditemui
Sekiranya tidak ada data yang cukup mengenai gen pelakunya yang dituduh, maka ahli genetik meminta bantuan kepada saintis genetik. Pasukan penyelidik dari Laboratorium Genomik Fungsional Pusat Ilmiah Negeri Moscow, mensimulasikan pelbagai varian mutasi pada organisma hidup, membuktikan atau membantah hipotesis mengenai gen yang bertanggungjawab untuk penyakit tertentu.
Semasa penyelidikan sedemikian, saintis menemui hubungan genetik baru.
Setiap tahun kami menerangkan tentang selusin gen baru yang bertanggungjawab untuk penyakit keturunan. Baru-baru ini, didapati bahawa mutasi pada gen KIAA1019 menyebabkan gangguan perkembangan janin yang tidak sesuai dengan kehidupan. Pasangan yang tiga kehamilannya dihentikan pada peringkat awal datang ke MGNC. Kami mengurutkan DNA janin dan menemui mutasi baru pada gen KIAA1019 yang belum diterokai sepenuhnya. Melalui eksperimen pada garis sel, mereka membuktikan bahawa mutasi yang terdapat pada orang tua membawa kepada kerosakan gen KIAA1019 sepenuhnya, yang menyebabkan pelbagai malformasi pada janin. Dan apabila mutasi diketahui, ia dapat dimanipulasi. Pada kehamilan berikutnya, doktor melakukan diagnosis pranatal awal, janin ternyata menjadi pembawa mutasi hanya dalam satu gen. Ini bermaksud bahawa anak yang sihat sepenuhnya akan dilahirkan dalam keluarga ini. Sekiranya mutasi itu datang dari kedua ibu bapakehamilan akan dihentikan,”kata Mikhail Skoblov, ketua makmal genomik berfungsi.
Skoblov yakin bahawa masa depan genetik perubatan adalah tepat dalam pencegahan penyakit genetik keturunan tersebut. Pesakit sendiri mematuhi pandangan yang serupa. Menurut Irina Myasnikova, ketua Persatuan Penyakit Anak Yatim All-Russian, keluarga yang mempunyai masalah genetik harus dapat melakukan diagnostik pra-kehamilan dan pranatal secara percuma.
Biaya diagnostik seperti itu dan biaya terapi untuk pasien dengan penyakit keturunan tidak ada bandingannya. Ini bermanfaat bagi semua orang: baik negeri ini, kerana tidak perlu mengeluarkan sumber daya untuk terapi, dan keluarga, kerana mereka akan mempunyai anak yang sihat,”simpulkan Myasnikova.
Alfiya Enikeeva
