Slumpen kan förklara ärftlig sjukdom
En ny studie från Karolinska Institutet och Ludwiginstitutet för cancerforskning visar att slumpen styr om det är genkopian du ärvt från mamma eller pappa som används i dina celler något som i sin tur kan vara avgörande för risken att drabbas av en ärftlig sjukdom eller inte. Forskningen, som presenteras i tidskriften Science, kan förklara varför sjukdom bara uppkommer hos vissa individer, även om de bär på samma genkopia som friska släktingar.
Vi är alla genetiska blandningar av våra föräldrar, det vill säga varje gen i kroppen finns i två varianter, en kopia nedärvd från mamman och en kopia från pappan. De flesta forskningsstudier som gjorts inom området har pekat på att båda genkopiorna (det vill säga mammans och pappans) används i lika hög grad i cellerna. Men med hjälp av ny teknik har en forskargrupp på Karolinska Institutet och Ludwiginstitutet för cancerforskning nu kunnat visa att genaktiviteten är mer dynamisk och oberäknelig än man tidigare trott. Ofta är det bara en enda, slumpmässigt vald, genkopia som är aktiv i varje enskild cell. Vilken genkopia som är aktiv kan dessutom förändras över tid.
– Detta inre dynamiska cellfenomen har inte tidigare beskrivits, eftersom metoderna för att studera geners aktivitet har byggt på att man analyserar hundratals celler i taget. Man får då fram ett genomsnitt där bidragen från faderns och moderns kopia av en viss gen, de så kallade allelerna, blir sammanblandade. Vi har istället utvecklat en ny metod som gör det möjligt att analysera genernas aktivitet i enskilda celler, säger Rickard Sandberg, som har lett forskningen.
Upptäckten kastar nytt ljus på många frågor inom biomedicinsk forskning, menar Rickard Sandberg. Till exempel skulle upptäckten kunna hjälpa till att förklara varför enäggstvillingar inte är helt identiska, trots att de har nästan identisk genuppsättning. Många sjukdomar har hittills varit svåra att förklara eftersom de bara uppkommit i en andel av riskpatienterna eller orsakat symtom av varierande allvarlighetsgrad. Den inbyggda slumpen i hur föräldrakopiorna används i cellen kan hjälpa till att förklara variationen i symtom och sjukdom hos riskpatienter; hos den ena individen aktiveras genvarianter som leder till sjukdom, medan den andra individen förblir frisk eftersom tillräckligt av andra genvarianter har aktiverats.
– Denna upptäckt är också intressant för grundforskning om geners aktivitet och reglering. Det belyser till exempel att studier och modellering av genaktivitet bör göras med upplösning för både moderns och faderns alleler, säger Rickard Sandberg.
Forskningen har finansierats med anslag från Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för Strategisk Forskning och Åke Wibergs Stiftelse. Rickard Sandberg är verksam vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet samt Ludwiginstitutet för cancerforskning.
Läs vårt pressmeddelande om studien
Publikation
Single-cell RNA-seq reveals dynamic, random monoallelic gene expression in mammalian cells.
Science 2014 Jan;343(6167):193-6