Болезнь Крона — это хроническое воспалительное заболевание желудочно-кишечного тракта, при котором иммунная система ошибочно атакует ткани пищеварительной системы. Ученые из Антверпенского университета выяснили, как трехмерная структура ДНК в редких иммунных клетках влияет на риск развития недуга. Метод позволил связать мутации в регуляторных участках с конкретными генами. Статья опубликована в журнале Nature Genetics.
Ранее геном часто рассматривался специалистами как простая линейная последовательность нуклеотидов. Новое исследование фокусируется на пространственном сворачивании молекул ДНК внутри клеточного ядра. Такая архитектура позволяет удаленным регуляторным областям физически контактировать с генами-мишенями. Понимание этого процесса объясняет влияние генетических вариантов на развитие различных аутоиммунных патологий.
В центре внимания исследователей оказалась специфическая группа врожденных лимфоидных клеток. Эти элементы иммунной системы участвуют в регуляции воспаления и восстановлении барьерных тканей пищеварительного тракта. Несмотря на их роль в аутоиммунных реакциях, изучение этих клеток было затруднено из-за их малого количества в организме. Традиционные методы секвенирования требовали использования значительного объема биоматериала.
Применение новых технологий
Для решения проблемы авторы применили метод миниатюрного захвата конформации хромосом. Этот подход позволяет картировать дальние взаимодействия структурных элементов ДНК в редких клеточных популяциях. Инновационная технология требует использования существенно меньшего количества биоматериала по сравнению со стандартными протоколами. В результате биологам удалось связать ассоциированные с заболеванием участки с генами-мишенями.
Использование такой стратегии позволило выявить более 100 генов, на которые влияют регуляторные варианты. Примерно половина из них ранее уже ассоциировалась с риском развития болезни Крона по результатам других экспериментов. Остальные генетические факторы были связаны с воспалительными процессами в кишечнике впервые. Это расширяет понимание молекулярных механизмов изучаемой патологии.
Внимание специалистов привлек ген, традиционно связываемый в медицинской практике с нейродегенеративными расстройствами. Последующие лабораторные тесты подтвердили его непосредственное влияние на выработку клетками воспалительных сигналов. Результат указывает на неочевидную функциональную связь между нервной и иммунной системами. Это открывает направления для дополнительных междисциплинарных медицинских исследований.
Интегративные полногеномные подходы демонстрируют высокую эффективность в поиске скрытых молекулярных взаимодействий. Полученные данные планируется использовать для уточнения генетических панелей диагностики аутоиммунных заболеваний. Дальнейшие исследования будут направлены на поиск способов медикаментозного воздействия на выявленные регуляторные пути. Подобная стратегия может быть применена для изучения других редких клеточных популяций человека.
Ранее ученые обнаружили в ДНК человека гены двух неизвестных вымерших линий.