Auf der Suche nach den Genen hinter der Krankheit
Das heutige Informationszeitalter hat der Biologie die Werkzeuge zur Verfügung gestellt, mit denen sie eine große Anzahl von DNA-Sequenzen vieler verschiedener Arten ermitteln konnte. Moderne Technologie hat die DNA-Sequenzierung einfacher, kostengünstiger und zuverlässiger gemacht, was mit großen Vorteilen für die Diagnose und Behandlung medizinischer Probleme einhergeht. Früher bestand die Herausforderung darin, genetische Daten zu sammeln. Heute liegt die Herausforderung darin, ihren Sinn zu verstehen. "Wir nehmen einen evolutionären Ansatz, um den Sinn von DNA-Sequenzen zu erkennen - das heißt, wir untersuchen die Art und Weise, wie sich Gene entwickelt haben, um besser zu verstehen, wie sie funktionieren", sagt Professorin Aoife McLysaght vom Trinity College Dublin, Irland. Sie erhielt eine Finanzhilfe für Nachwuchsforscher des Europäischer Forschungsrats (European Research Council , Starting Grant) in Höhe von rund 1,4 Mio. Euro für das Projekt. Mit ihrem EU-finanzierten Projekt DOSE ("Dosage sensitive genes in evolution and disease") untersucht McLysaght die Unterschiede zwischen Gendosierungen - das heißt, wie viel eines Gens zur Verfügung steht und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Gesundheit. "Änderungen in der Menge eines Gens zwischen Individuen - Dosisänderungen - sind eine relativ neue Entdeckung und werden manchmal mit Krankheit in Verbindung gebracht", erklärt McLysaght. Einfach gesagt, sie hat mithilfe eines evolutionären Ansatzes versucht herauszufinden, welche Dosisänderungen akzeptabel sind, und welche wahrscheinlich an menschlicher Krankheit beteiligt sind. Für McLysaght macht dies Sinn, wenn man Evolution als ein groß angelegtes natürliches Experiment ansieht. Sie erklärt, wie über die evolutionäre Zeitspanne etwa jede Veränderung und DNA-Rekombination ausprobiert wurde, aber nur diejenigen, die uns zum Überleben verhalfen, wurden beibehalten. "Mit Blick auf die Evolution können wir zulässige und unzulässige Änderungen an der DNA verstehen", sagt McLysaght. "DNA-Veränderungen, die im Laufe der Evolution nicht akzeptabel waren, sind wahrscheinlich die gleichen wie die, die heute Krankheiten verursachen." Mithilfe eines Teams von talentierten Post-Doktoranden und Doktoranden hofft McLysaght viele verschiedene Arten von evolutionären und genomischen Informationen zusammenzutragen, um eine anspruchsvolle Vorhersage der Dosierungsauswirkungen jedes Gens im menschlichen Genom zu machen. "Auf diese Weise werden wir die Entdeckung der Krankheitsgene beschleunigen", sagt sie. Obwohl sich das Projekt noch in einem Frühstadium befindet und nicht vor Ende 2017 abgeschlossen sein wird, haben McLysaght und ihre Kollegen bereits einen Artikel über ihre Forschungen veröffentlicht. Die Publikation "Genome-wide deserts for copy number variation in vertebrates" skizziert ihre Strategie, um Krankheitsgene einzugrenzen. Das Team erklärt, wie DNA-Veränderungen eines Genoms, bekannt als Kopienzahlvariationen (copy-number variations, CNV) - die duplizierte oder gelöschte Gene repräsentieren - häufig mit menschlichen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht werden. "Wir sind zuversichtlich, dass wir einen wirklich wichtigen Beitrag während des fünfjährigen Projektzeitraums leisten werden", so die Professorin. Durch die Erweiterung der Informationen, die zur Ortung der Krankheitsgene verwendet werden, hofft das Team den Erkennungsprozess zu beschleunigen und dadurch die Projektkosten zu senken. Dadurch entsteht ein großes Potenzial für genauere Diagnosen, was den ersten Schritt in die Richtung von besseren Therapien darstellt. Die neue genetische Strategie könnte den Weg zu einem ganz neuen Paradigma in der Behandlung von angeborenen Erkrankungen - von Blindheit bis Osteaoarthrose - ebenen.Weitere Informationen sind abrufbar unter: Projektdatenblatt
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Irland
