Nowa metoda identyfikacji genów została opracowana przez zespół badaczy z uniwersytetu bristolskiego, kierowany przez dr Davida Matthewsa i została opublikowana w czasopiśmie Nature Methods. Ma ona potencjał do zrewolucjonizowania postrzegania zagadnień związanych ze zwierzęcą genetyką, chorobami, a także pogłębić wiedzę o zagrożeniach stwarzanych przez wirusy zdolne do atakowania różnych gatunków (na przykład wirusa ptasiej grypy).

Obecnie proces identyfikacji genów w dużej mierze zależy od oprogramowania komputerowego. Pozwala ono na przetwarzanie ogromnych ilości danych w krótkim czasie. Wykorzystuje się w tym celu algorytmy, analizujące zgodnie ze ściśle określonymi zasadami, regiony DNA i wyszukujące pośród nich sekwencji, które mogą być genami. Wadą tej metody jest to, że nowych genów poszukuje się porównując sekwencję DNA z poznanymi już genami, co nie zawsze jest dostatecznie efektywne, na przykład w przypadku gatunków, dla których nie ma dostatecznie obszernych referencyjnych baz danych.

Nowa metoda opiera się na sekwencjonowaniu cząsteczek mRNA (matrycowych kwasów rybonukleinowych) pozyskanych z badanych komórek wybranego organizmu. Cząsteczki mRNA powstają w procesie transkrypcji na podstawie DNA komórki, ich istnienie jest bezpośrednim następstwem ekspresji genów. Służą również jako matryca do tworzenia białek w rybosomach. Końcowym etapem nowej metody jest stworzenie bazy danych zawierającej informacje o białkach na podstawie danych pozyskanych z mRNA. Z kolei ta baza danych może być wykorzystana do zebrania informacji o zawartych w niej białkach dzięki wykorzystaniu metod opartych na spektrometrii. Taka kombinacja wysokowydajnych metod sekwencjonowania i technologii identyfikacji białek umożliwia wykrywanie poszczególnych genów.

W celu udowodnienia skuteczności nowej metody, wykonano eksperyment, w ramach którego ludzkie komórki zostały zainfekowane adenowirusem powodującym u ludzi przeziębienie. Pełen zestaw informacji o wykorzystanym wirusie był znany naukowcom przed rozpoczęciem doświadczenia, ale potraktowali go jak do tej pory nieznanego. DNA zainfekowanych komórek zostało zsekwencjonowane przy pomocy nowej metody. Dzięki temu uzyskano zestaw genów i porównano go z faktycznym zestawem genów występujących w tych komórkach. Otrzymane wyniki udowodniły bardzo dużą skuteczność tej metody. Oprócz komórek ludzkich badano również zwierzęce, pochodzące od chomika. W tym przypadku także otrzymano bardzo dobre wyniki.

Odkrycia zespołu dr Matthewsa mogą w przyszłości umożliwić badania chorób atakujących zwierzęta, rośliny czy nawet owady, co przy wykorzystaniu obecnie stosowanych metod nie zawsze jest możliwe, a na pewno nie łatwe. W przeciągu ostatnich lat wirusy przechodzące ze zwierząt na ludzi spowodowały duże zamieszanie na całym świecie. Ebola, SARS, wirus ptasiej grypy - te nazwy znane są w tej chwili chyba każdemu. Nowa metoda może okazać się użyteczna do walki z nimi, poprzez uzyskanie informacji, jak organizmy zwierzęce radzą sobie z wirusem, który dla ludzi okazuje się śmiertelny.

Dlaczego nowa metodyka opracowana przez zespół z Bristolu jest taka ważna? Poza walką z wirusami, może ona przyczynić się do poszerzenia wiedzy o zwierzęcych genotypach aż o 80%. Oprócz korzyści wcześniej opisanych, pojawią się zapewne możliwości, które w tej chwili nawet nie przychodzą naukowcom do głów. Szukanie odpowiedzi na pytania od zawsze leżało w ludzkiej naturze, w tym przypadku może to przerodzić się w wymierne korzyści.

Tomasz Domagała

Źródło: http://www.bristol.ac.uk/news/2012/8927.html