Glæsilegar genarannsóknir

Tvær nýlegar rannsóknir leiddar af íslenskum sameindalíffræðingum hafa varpað ljósi á erfðir og eðli sjúkdóma.

Víravirki mannsheilans og Alzheimer

Fyrst ber að nefna rannsókn tveggja Hjartaverndarmanna, Vals Emilssonar og Vilmundar Gylfasonar  og samstarfsmanna þeirra, sem birtist í hinu virta riti Cell. Rannsóknin snérist um að kanna tjáningu gena í heilum Alzheimer sjúklinga.

Borin var saman genatjáning á 3 svæðum í heilanum, í nokkur hundruð einstaklingum með eða án Alzheimer. Styrkur rannsóknarinnar er að bæði er skoðuð tjáning tugþúsunda gena  og breytileiki í erfðaefni hvers einstaklings. Rannsóknir af þessu tagi hafa verið iðkaðar í áratug rúman (ég man fyrst eftir snotri rannsókn á áhrifum erfðamarkar á breytileika í genatjáningu í Eukalyptus trjám 2001), en rannsókn Vals er á allt öðrum skala.

Með því að samtvinna genatjáningu, erfðabreytileika og mun á milli heilasvæða er hægt að rýna í kerfi heilans og einkenni sjúkdómsins. Með því að kanna fylgni á milli tjáningar tveggja gena, var hægt að greina hópa gena sem voru ræst eða bæld í Alzheimer sjúklingum. Einnig var hægt að sjá hvaða erfðaþættir mótuðu tjáningu genanna sem sýndu mestan mun á milli heilbrigðra og sjúklinga.

Með þessari stórkostlegu rannsókn var hægt að opna svarta kassann og kafa ofan í víravirkið sem byggja frumur og vefi.

Fjölvirk gen í manninum

Eitt lykilatriði erfðafræðinnar er fjölvirkni. Það er að galli í sama geninu getur haft áhrif á mörg einkenni lífveru. T.d. ef gen er tjáð í húð og meltingavegi, þá mun breyting á virkni þess hafa áhrif á þessa tvo vefi.

Mannerfðafræði nútímans hefur afhjúpað mörg dæmi um fjölvirkar stökkbreytingar. Í  nýlegu hefti Nature kynnir Unnur Styrkársdóttir og samstarfsmenn við Decode og annarstaðar, fjölvirkni LGR4 gensins.

Unnur hóf rannsóknina með því að nýta sér heilraðgreiningu um 2200 íslendinga - sem Íslensk erfðagreining lét gera. Því næst voru raðgreiningarnar samþættar öðrum erfðaupplýsingum um 100.000 íslendinga og ættartré sem sýnir skyldleika fólksins. Þannig var hægt að yfirfæra upplýsingar frá þeim raðgreindu yfir á hina, jafnvel þá sem voru hvorki raðgreindir eða erfðagreindir!

Unnur kannaði síðan hvaða breytingar í erfðamenginu sýndu mun á tíðni milli venjulegs fólks og þeirra sem eru með óeðlilega lága beinþéttni (bone mineral density: BMD). Stökkbreyting í LGR4 geninu sýndi sterkasta merkið, og í ljós kom að hún er einnig tengd mörgum öðrum einkennum.

Hún tengist m.a. beinþynningu, minni þyngd við fæðingu, lægri styrk  á testósteróni og ákveðinni gerð húðkrabbameina. Hafi einhverjir vafrað um í þeirri villu að gen hafi bara áhrif á einn eiginleika, þá er LGR4 áminning um hversu fjölbreytileg hlutverk gen hafa.

Ítarefni:

Zhang o.fl. Integrated Systems Approach Identifies Genetic Nodes and Networks in Late-Onset Alzheimer’s Disease Cell, Volume 153, Issue 3, 707-720, 25 April 2013

Unnur Styrkarsdottir o.fl. Nonsense mutation in the LGR4 gene is associated with several human diseases and other traits Nature (2013) doi:10.1038/nature12124

Íslensk rannsókn vekur heimsathygli