Прорыв в секвенировании целых генов обещает понимание рака

Текущее стандартное секвенирование экзома, которое представляет собой подробный анализ генов, кодирующих белок, обнаруживает некоторые мутации и варианты, которые способствуют развитию рака. Но исследователи из Комплексного онкологического центра Сильвестра в Медицинской школе Миллера Университета Майами обнаружили, что полногеномное секвенирование рисует более широкую картину и обнаруживает другие изменения, связанные с развитием рака. В исследовании также отмечается, что секвенирование всего генома выявило другие ключевые события, такие как хромотрипсис - хромосомная перестройка, которая играет роль во многих видах рака.

«Мы обнаружили, что, используя секвенирование всего генома, можем прочитать практически все мутации как в кодирующих белок, так и в некодирующих областях генома, а также структурные вариации и вариации числа копий», — сказал доктор Крейг Московиц из службы онкологической службы Sylvester, профессор медицины в Школе Миллера и соавтор исследования. «Мы обнаружили много геномных событий, которые никогда раньше не регистрировались. Это лучшая из найденных нами технологий для выявления новых факторов, вызывающих рак».

Исследование группы, опубликованное в журнале Blood Cancer Discovery, включало создание системы сортировки для выделения и увеличения трудноизучаемых и редких клеток Ходжкина и Рида-Штернберга (cHL), характерных для рака лимфатической системы. Исследование этих аномальных лейкоцитов в сочетании с секвенированием всего генома предоставит ученым шаблон для более подробного изучения других видов рака.

«Рак — это невероятно сложные заболевания, и нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы полностью поймем их», — сказал К. Ола Ландгрен, директор Научно-исследовательского института миеломы, соруководитель Исследовательской программы трансляционной и клинической онкологии и соавтор исследования. «Используя секвенирование всего генома, мы можем лучше оценить эволюцию опухоли, выявить структурные проблемы и, надеюсь, получить новые терапевтические знания».

Это произошло после новостей о том, что Национальные институты здравоохранения разработали инновационный программный инструмент, который может собрать последовательность всего генома всего за несколько дней. Verkko («сеть» по-фински) была создана консорциумом Telomere-to-Telomere (T2T) — совместным проектом, финансируемым Национальным институтом исследований генома человека (NHGRI) Национального института здравоохранения США, который стоял за первым в мире полным геномом человека, секвенированным в 2022 году.

«Мы взяли все, чему научились в проекте T2T, и автоматизировали процесс», — сказал младший исследователь NHGRI Сергей Корень, который возглавлял проект Verkko и является старшим автором статьи. «Теперь с Verkko мы можем нажать кнопку и автоматически получить полную последовательность генома».

Потребовалось два десятилетия, чтобы сместить стрелку с 92% до 100% в картировании генома человека, следуя амбициозному плану Human Genome Project по идентификации более трех миллиардов пар оснований, образующих ДНК, и почти три года консорциуму T2T, чтобы вручную собрать сложные окончательные фрагменты, и завершить самый первый геном без пробелов. Теперь Verkko может выполнить задачу всего за несколько дней.

«Verkko может демократизировать создание последовательностей генома без пробелов», — сказал Адам Филлиппи, старший исследователь NHGRI, работавший над проектом T2T и Verkko. «Это новое программное обеспечение сделает сборку полных последовательностей генома максимально доступной и рутинной».

Новые картированные области генома человека приведут к лучшему пониманию и, в свою очередь, лечению болезней. Ученые также надеются, что Verkko ускорит работу по картированию полных геномов широко используемых видов, таких как мыши, плодовые мушки и рыбки данио, чтобы лучше понять этих дополняющих друг друга животных. Картирование видов в более отдаленных районах также поможет в сравнительной геномике и потенциально приведет к новым генетическим связям между, казалось бы, разными видами.

Verkko все еще находится в стадии разработки, программное обеспечение находится на стадии бета-тестирования, но уже доступно. Исследование, стоящее за созданием Verkko, было опубликовано в журнале Nature Biotechnology.