Обнаружены новые гены, отвечающие за формирование врожденных пороков сердца

Исследователи из Университета Монаша в Мельбурне, Австралия, (Monash University in Melbourne, Australia) разработали функциональный вычислительный алгоритм, способный выявлять гены, ответственные за формирование врожденных пороков сердца (ВПС).

Новый метод позволил не только подтвердить уже известные гены, связанные с ВПС, но и выявить 35 новых. Исследователи говорят, что полученные результаты, которые были опубликованы в журнале Genome Biology, открывают возможности для более точной пренатальной генетической диагностики ВПС.

Каждый 100-й ребенок рождается с ВПС, смертельно опасным заболеванием. Однако генетические причины формирования подобных нарушений развития все еще не изучены до конца. И это препятствует разработке точных пренатальных генетических тестов.

Ранее гены, связанные с ВПС, идентифицировали по уровню специфической для сердца экспрессии в пренатальном периоде.

«Мы стремились улучшить существующую тактику, которая фокусируется на скрининге генов, экспрессирующихся только в сердце. Из-за этого гены, которые транскрибируются в других тканях, но при этом играют важную роль в правильном развитии сердца, были упущены», – говорит ведущий автор исследования Хию Ним (Hieu Nim) из Австралийского института регенеративной медицины.

«Суть исследования заключалась в анализе баз данных геномов для идентификации всех генов, функционирующих в сердце. Наш вычислительный алгоритм дополнительно выявил гены, связанные с формированием других органов, таких как печень или почки, которые влияют и на развитие сердца», – говорит Ним.

Сначала был создан алгоритм идентификации в геноме специфических для сердца сигнатур цис-регуляторных элементов. Он указал гены-кандидаты, вероятно участвующие в формировании этого органа и ВПС. С помощью разработанного алгоритма удалось извлечь 76% известных генов, отвечающих за развитие сердца, и выявить 35 новых.

В дальнейших исследованиях для определения функциональных воздействий новых генов использовались плодовые мушки Drosophila melanogaster. У этого вида насекомых обнаружены около 75% генов, связанных с заболеваниями человека. К тому же, с дрозофилами легко работать, они быстро размножаются и во время исследования доступны методы редактирования их генома.

Функциональная проверка проводилась путем подавления экспрессии генов-ортологов (в том числе RpL14, RpS24 и Rpn8) в тканях сердца дрозофилы с помощью малых молекул РНК. В результате 71% таких генов приводили к смерти мошек.

По словам Трэвиса Джонсон (Travis Johnson), исследователя Школы биологических наук Университета Монаша (Monash University’s School of Biological Sciences), опыты с дрозофилами позволили подтвердить список генов, ответственных за сердечные аномалии. Это формирует новое представление о том, насколько сердце подвержено воздействию генетических мутаций.

«Идентификация десятков новых генов, связанных с ВПС, – это путь к обеспечению более совершенной пренатальной генетической диагностики. Наш следующий шаг ­– проведение исследования на животных», – говорит Джонсон.