Новая технология секвенирования позволяет выявлять молекулярные изменения ДНК, которые предшествуют возникновению мутаций

Исследователи клиники Langone Health Нью-Йоркского университета (NYU Langone Health) и Медицинского института имени Гроссмана Нью-Йоркского университета (NYU Grossman School of Medicine) разработали новую технологию секвенирования генома HiDEF-seq (Hairpin Duplex Enhanced Fidelity Sequencing). С помощью неё можно выявить ранние молекулярные изменения ДНК, предшествующие возникновению мутаций. Этот метод позволяет лучше понять механизмы появления мутаций в опухолевых и здоровых клетках, что необходимо для разработки новых стратегий диагностики и предотвращения генетических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

ДНК состоит из двух нуклеотидных цепей, которые содержат азотистые основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G) и цитозин (С). Сложное взаимодействие молекул позволяет воспроизводить генетическую информацию во время деления клеток. Мутации возникают, когда изменения присутствуют в обеих цепях ДНК. Но большинство из них зарождается в одной из цепей, например, при несовпадении в парах азотистых оснований. Ранее это было невозможно зафиксировать. Новая методика HiDEF-seq позволяет обнаруживать одноцепочечные изменения ДНК с точностью до одной ошибки на 100 триллионов проанализированных пар оснований, благодаря этому можно пронаблюдать молекулярные изменения в ДНК до того, как они станут постоянными мутациями в двух цепях.

Исследователи применили HiDEF-seq для изучения ДНК здоровых людей с генетическими вариантами, которые влияют на риск развития полипоза, ассоциированного с дефектом активности полимераз, и синдрома дефицита восстановления конституционального несоответствия. Оба состояния увеличивают риск возникновения рака. В клетках участников было обнаружено множество изменений одноцепочечной ДНК, которые отражают закономерности, наблюдаемые при мутациях, и это позволяет глубже изучить процесс их развития.

Далее учёные исследовали человеческую сперму, так как она имеет один из самых низких показателей мутаций. Оказалось, что характер одноцепочечных повреждений при химическом воздействии соответствует изменениям ДНК клеток крови при тепловом воздействии. Это означает, что естественные и индуцированные процессы повреждения ДНК могут протекать одинаково.

Изучение этих закономерностей позволяет оценить повседневное воздействие окружающей среды на ДНК. Учёные предполагают, что каждая позиция генетического кода в отдельных клетках может мутировать в течение жизни человека. Способность HiDEF-seq обнаруживать ранние изменения ДНК представляет собой мощный инструмент для продвижения генетических исследований и совершенствования методов профилактики наследственных заболеваний.

Источник: https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/molecular-dx/new-sequencing-technique-unveils-earliest-signs-of-genetic-mutations/