Människans arvsmassa lättare att läsa efter svensk kartläggning
En ny studie från Karolinska Institutet som publiceras i vetenskapstidskriften Cell har drastiskt ökat vår förståelse för hur människans gener regleras. Forskarna har lyckats koppla en betydande del av de proteiner som styr genuttryck till olika DNA-sekvenser. Denna kunskap är avgörande för att kunna tolka enskilda individers arvsmassa och förstå den individuella risken för att utveckla olika sjukdomar.
År 2000 gjordes ett stort genombrott när forskare lyckades kartlägga det mänskliga genomet och ta reda på den exakta ordningsföljden av de cirka 3 miljarder baspar som den mänskliga DNA-strängen består av. Dessa baspar kallas A, C, G och T. Själva kartläggningen är dock inte tillräckligt för att förstå den mänskliga genetiken.
– Man kan säga att genomet är som en bok skriven på ett främmande språk, vi kan bokstäverna men vi förstår fortfarande inte texten. På motsvarande sätt kan vi i dag inte säga varför ett mänskligt genom skapar en människa medan genomet från en mus skapar en mus, eller varför en del individer löper större risk att utveckla exempelvis hjärt-kärlsjukdom eller cancer, säger Arttu Jolma, doktorand vid institutionen för biovetenskaper och näringslära vid Karolinska Institutet och en av forskarna bakom studien.
För att bättre kunna läsa och förstå det mänskliga genomet behöver man också känna till vilka gener som är aktiva eller inte. I den processen spelar de så kallade transkriptionsfaktorerna en avgörande roll. Transkriptionsfaktorerna är en särskild grupp av proteiner som binder till korta avsnitt av DNA-strängen och påverkar vilka gener som uttrycks eller inte, det vill säga vilka gener som bildar proteiner eller inte. Hur dessa transkriptionsfaktorer binder DNA påverkar alltså om vissa genetiska anlag, till exempel för olika sjukdomar, kommer att aktiveras eller inte.
Det anses finnas ungefär ett tusental sådana proteiner som kallas transkriptionsfaktorer. Forskarna vid Karolinska Institutet har nu lyckats ringa in de DNA-sekvenser som 400 av dessa proteiner binder till, alltså för nära hälften av alla transkriptionsfaktorer. Forskarna har använt sig av en ny metod som möjliggör DNA-sekvensanalyser av ett stort antal prover parallellt.
– Det här är ett stort steg mot ytterligare förståelse för det mänskliga genomet. Vårt arbete gör det möjligt att lättare förstå varför vissa personer med anlag för en sjukdom utvecklar densamma medan andra förblir friska, säger Arttu Jolma.
Studien stöds av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Vetenskapsrådet, Cancerfonden, Centrum för biovetenskaper vid Karolinska Institutet och Science for Life Laboratory. Den har även finansiering från europeiska forskningsrådet genom ERC Advanced Grant GROWTHCONTROL och forskarnätverket Systems Biology and Colorectal Cancer (SYSCOL) inom EU:s sjunde ramprogram.
Publikation
DNA-binding specificities of human transcription factors.
Cell 2013 Jan;152(1-2):327-39