Los científicos de los Institutos Gladstone han inventado una nueva forma de leer e interpretar el genoma humano. El método computacional, llamado TargetFinder, puede predecir dónde el ADN no codificante, el ADN que no codifica proteínas, interactúa con los genes.Esta tecnología ayuda a los investigadores a conectar mutaciones en la llamada "materia oscura" genómica con los genes que afectan, revelando potencialmente nuevos objetivos terapéuticos para los trastornos genéticos.
En el estudio, publicado en Genética de la naturaleza , los investigadores observaron fragmentos de ADN no codificante llamados potenciadores. Los potenciadores actúan como un manual de instrucciones para un gen, dictando cuándo y dónde se activa un gen. Los genes se pueden separar de sus potenciadores por largos tramos de ADN que contienenmuchos otros genes
"La mayoría de las mutaciones genéticas asociadas con la enfermedad ocurren en los potenciadores, lo que las convierte en un área de estudio increíblemente importante", dijo la autora principal Katherine Pollard, PhD, investigadora principal de los Institutos Gladstone. "Antes de ahora, luchamos por comprender cómolos potenciadores encuentran los genes distantes sobre los que actúan "
Los científicos creían originalmente que los potenciadores afectan principalmente al gen más cercano a ellos. Sin embargo, el nuevo estudio reveló que, en una cadena de ADN, los potenciadores pueden estar a millones de letras del gen sobre el que influyen, omitiendo los genes intermedios.un potenciador está lejos del gen que afecta, los dos se conectan formando un bucle tridimensional, como un arco en el genoma.
Utilizando la tecnología de aprendizaje automático, los investigadores analizaron cientos de conjuntos de datos existentes de seis tipos de células diferentes para buscar patrones en el genoma que identifiquen dónde interactúan un gen y un potenciador. Descubrieron varios patrones que existen en los bucles que conectan los potenciadores a los genes.Este patrón predijo con precisión si se produjo una interacción gen-potenciador el 85 por ciento de las veces.
"Es notable que podamos predecir interacciones tridimensionales complejas a partir de datos relativamente simples", dijo el primer autor Sean Whalen, PhD, un bioestadístico de Gladstone. "Nadie había visto la información almacenada en los bucles antes, y nos sorprendiópara descubrir cuán importante es esa información "
La realización de experimentos en el laboratorio para identificar todas estas interacciones potenciadoras de genes puede llevar millones de dólares y años de investigación. El nuevo enfoque computacional es una forma mucho más barata y que requiere menos tiempo para identificar las conexiones potenciadoras de genes en el genoma.La tecnología también proporciona información sobre cómo se forman los bucles de ADN y cómo pueden romper la enfermedad. Los científicos han ofrecido todo el código y los datos de TargetFinder en línea de forma gratuita.
"Nuestra capacidad de predecir los objetivos genéticos de los potenciadores nos permite vincular con tanta precisión las mutaciones en los potenciadores a los genes a los que se dirigen", dijo Pollard. "Tener ese vínculo es el primer paso para usar estas conexiones para tratar enfermedades".
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Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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