Wielkoskalowa genomika w generowaniu modeli chorób
Projekt EURATRANS (European large-scale functional genomics in the rat for translational research) zgromadził badaczy z wiedzą ekspercką, których zadaniem było wygenerowanie zestawów danych genomicznych, transkryptomicznych i epigenomicznych z użyciem technologii sekwencjonowania nowej generacji. Uczestnicy projektu EURATRANS przeprowadzili też analizy na poziomie molekularnym z użyciem zestawów danych ilościowych, dotyczących metabonomiki i proteomiki. Badacze użyli szczura jako organizmu modelowego do identyfikacji głównych szlaków genetycznych przy zaburzeniach zapalnych, sercowo-naczyniowych, metabolicznych i behawioralnych u człowieka. Integracja zestawów danych w modele dynamiczne to nowa metoda, która pozwala wyjaśnić funkcje ludzkich genów i wykorzystać czynnościowe sieci genomiczne w medycynie komparatywnej. Badanie objęło również wpływ zmian epigenetycznych na aktywność genów. Badacze opracowali algorytmy integracji całogenomowych map stanu chromatyny. Umożliwią one równoczesną analizę dużej liczby markerów epigenetycznych. Na poziomie proteomu sporządzono listę ponad 12 500 szczurzych białek. Biologiczny wpływ metabolitów jest kluczowym czynnikiem w wielu chorobach, np. w cukrzycy typu II. Opracowano schemat fenotypowania metabolitów tkankowych i zbadano zmniejszenie ilości enzymów w komórkach tłuszczowych zwanych adipocytami. Przy użyciu technologii transpozonowej, która jest niewirusową metodą umieszczania genów w genomie, naukowcy wyhodowali transgeniczne szczury. Do walidacji funkcji genów i białek, będących w obszarze zainteresowań uczestników badania, stworzono nowe linie, które mogą stać się szczurzymi modelami. Analiza porównawcza doprowadziła do zmapowania dużej liczby loci ekspresji cech ilościowych i identyfikacji wielu znaczących sieci genetycznych. Jedna z nich okazała się szczególnie istotne, jeśli chodzi o ciśnienie krwi i nadciśnienie. Spis publikacji uczestników projektu EURATRANS jest imponujący. Prestiżowe czasopisma naukowe, w których się znalazły, obejmują Genome Biology oraz Nature Genetics. Analiza całego genomu 37 szczurzych linii, reprezentujących główne, badane choroby, pojawiła się w Cell journal. Nowa wersja 7.0 składania szczurzego genomu została opublikowana w Ensembl. Dane i wyniki uzyskane w ramach projektu EURATRANS włączono do nowych baz danych oraz równoległych repozytoriów z modelami, odczynnikami, narzędziami i okazami. Badania wykraczające poza funkcje pojedynczego genu pozwolą wyjaśnić fundamentalne mechanizmy w etiologii chorób oraz odkryć cele molekularne do ich diagnozowania i leczenia.
Słowa kluczowe
Modele chorób, sieci genetyczne, model dynamiczny, epigenetyczny, proteom
