Metoda została opracowana w celu lepszego zrozumienia, w jaki sposób mutacje zachodzą w DNA. Dzięki tej technice naukowcy mają nadzieję uzyskać wgląd w podstawowe przyczyny mutacji i zrozumieć, w jaki sposób zmiany genetyczne kumulują się w czasie, a także poszerzyć wiedzę na temat wzorców mutacji zarówno w zdrowych komórkach, jak i w chorobach, takich jak rak. Technika HiDEF-seq może dodatkowo pomóc w opracowaniu lub rozwinięciu nowych podejść profilaktycznych lub stworzeniu metod leczenia chorób genetycznych, a nawet nowotworów. W badaniu wyjaśniono, że większość mutacji zaczyna się jako niedopasowanie nukleotydów lub uszkodzenie jednej z dwóch nici DNA, zanim stanie się mutacją dwuniciową, jeśli nie zostanie naprawiona lub zostanie naprawiona nieprawidłowo. Konwencjonalne techniki sekwencjonowania DNA często nie są w stanie wykryć zmian molekularnych na początkowych etapach, więc nowe podejście ma na celu rozwiązanie tych początkowych zdarzeń jednoniciowych. – Nasza nowa technika sekwencjonowania HiDEF-seq pozwala nam zobaczyć najwcześniejsze odciski palców zmian molekularnych w DNA, gdy zmiany dotyczą tylko pojedynczych nici DNA – mówi Gilad Evrony, starszy autor badania i główny członek Centrum Genetyki i Genomiki Człowieka w NYU Grossman School of Medicine. Technika HiDEF-seq działa poprzez wykrywanie zmian w jednoniciowym DNA z dużą dokładnością. Identyfikuje te zmiany, zanim staną się trwałymi mutacjami dwuniciowymi, zapewniając wgląd w początkowe etapy powstawania mutacji. Metoda wykorzystuje postępy w technologii sekwencjonowania DNA, aby osiągnąć wysoką dokładność i czułość.

Naukowcy profilowali 134 próbki tkanek, w tym niektóre od osób z chorobami genetycznymi, które zwiększały ryzyko zachorowania na raka. Następnie zidentyfikowali wzorce jednoniciowych uszkodzeń DNA i niedopasowań w tych próbkach, aby odkryć, że te jednoniciowe wzorce pasują do znanych wzorców mutacji dwuniciowych. Pomogło to zrozumieć, w jaki sposób te mutacje faktycznie się rozpoczęły. Odkryli, że guzy pozbawione zarówno naprawy niedopasowań, jak i korekty polimerazy wykazują inne wzorce uszkodzeń pojedynczej nici w porównaniu z tymi, w których brakuje tylko korekty polimerazy. – Nasze badanie kładzie podwaliny pod wykorzystanie techniki HiDEF-seq w przyszłych eksperymentach, aby zmienić nasze zrozumienie tego, jak powstają uszkodzenia DNA i mutacje – twierdzi Evrony. Wyjaśnia, że jednoniciowe zmiany w DNA występują nieustannie, gdy komórki dzielą się i namnażają – podczas gdy warstwy mechanizmów naprawczych naprawiają większość zmian, niektóre przedostają się i stają się mutacjami. – Naszym długoterminowym celem jest wykorzystanie HiDEF-seq do stworzenia kompleksowego katalogu wzorców niedopasowania i uszkodzeń jednoniciowego DNA, który pomoże wyjaśnić znane wzorce mutacji dwuniciowych. W przyszłości mamy nadzieję połączyć profilowanie jednoniciowych uszkodzeń DNA, uzyskane z HiDEF-seq, z wynikającymi z tych uszkodzeń mutacjami dwuniciowymi, aby lepiej zrozumieć i monitorować codzienny wpływ ekspozycji środowiskowej na DNA – kończy badacz.