Накапливать данные, даже генетические, очень просто. Понимание значения этих данных может быть более сложной задачей. По мере того, как генетическое тестирование становится все более популярным, все больше и больше пациентов и врачей сталкиваются с трудными вопросами: трансформируется ли конкретная генетическая вариация в предрасположенность к заболеванию или это просто доброкачественная перестановка букв без непосредственного воздействия на здоровье?
Чтобы попытаться разобраться во всех генерируемых геномных данных, исследователи из Университета Рокфеллера изучили частоту и влияние мутаций в двух генах, связанных с заболеванием крови. Исследование было опубликовано 31 марта в Трудах Национальной академии наук и отражает сотрудничество с учеными из Медицинской школы Икана на горе Синай и консорциумом ThromboGenomics.
Сканируя геномные данные тысяч людей, ученые во главе с докторантом Лореной Буитраго, директором по исследованиям в области биоинформатики Юпу Лян и Барри С. Коллер, главный врач и вице-президент по медицинским вопросам в Рокфеллере, обнаружил, что около 1.3 процента из примерно 16 000 проанализированных лиц несут мутацию по крайней мере в одном из двух изученных ими генов, которые кодируют белки, составляющие ключевой рецептор свертывания крови. Лица с вредными мутациями в обеих копиях любого гена имеют редкое заболевание тромбоцитов крови, фрагментов клеток, предотвращающих кровотечение, называемое тромбастенией Гланцмана. Обнаруженные мутации затронули примерно 10 процентов строительных блоков аминокислот в этих белках.
Затем авторы использовали три различных часто используемых алгоритма, чтобы попытаться предсказать долю этих вариантов ДНК, которые могут иметь негативное влияние на здоровье, вызывая чрезмерное кровотечение. Они получили широкий спектр результатов: в зависимости от алгоритма и других переменных, от 27 до 71 процента мутаций были предсказаны как вредные, сообщают авторы.
Чтобы проверить достоверность прогнозов, Буитраго сделал три варианта в клеточной линии и изучил, влияют ли они на выработку или функцию рецептора. Два варианта, которые предсказывали алгоритмы, будут вредными, действительно серьезно повлияли на выработку рецептора. Для третьего варианта алгоритмы разделились на предмет того, является ли он вредным – в эксперименте Буитраго этот вариант вызвал частичное снижение продукции рецептора, но не повредил его функции. "По сути, все алгоритмы получили правильный ответ," говорит Buitrago.
"Также было действительно поразительно, что в такой большой популяции мы не обнаружили ни одной из более чем 100 ранее зарегистрированных мутаций, вызывающих заболевание в этих двух генах," говорит Коллер. "Это означает, что ранее описанные мутации, вызывающие заболевание, очень редки и, таким образом, вероятно, впервые появились относительно недавно, то есть в последние несколько сотен лет."
Результаты показывают, насколько сложной может быть интерпретация генетических данных, добавляет Коллер. "Некоторые варианты этих двух генов, вероятно, будут явно вредными, но может быть невозможно предсказать, вредны ли другие," – говорит Коллер, также профессор Дэвида Рокфеллера в Лаборатории биологии крови и сосудов Аллена и Фрэнсис Адлер. "В этих случаях нам потребуется дополнительная информация, чтобы судить о вероятности того, что мутация является вредной, и во многих случаях будет остаточная неопределенность," Коллер говорит.
Если у человека есть только одна копия вредоносного варианта, он вряд ли заметит какое-либо воздействие на свое здоровье, потому что рецепторов будет достаточно, чтобы предотвратить кровотечение. Более серьезная проблема возникает, когда у двух носителей мутировавшего гена есть дети: если один процент людей является носителем варианта и примерно половина вариантов являются вредными, примерно три из каждых 100000 детей могут нести два вредных варианта от своих родителей. По словам Коллера, поскольку человеческая популяция продолжает расти беспрецедентными темпами и новые варианты входят в геном с каждым поколением, со временем станет более важным использовать новые мощные генетические инструменты, имеющиеся в нашем распоряжении, чтобы информировать людей об их потенциальных генетических рисках.