genetika

Google DeepMind zpřístupnil AlphaGenome Atlas, databázi předpočítaných odhadů dopadu všech devíti miliard možných jednopísmenných změn referenčního lidského genomu. Nástroj vychází z modelu AlphaGenome a pomáhá předvídat, jak varianty ovlivní aktivitu genů a regulační procesy, včetně nekódujících oblastí DNA. Vědci mohou výsledky vyhledávat bez programování a náročného vlastního výpočtu; atlas nabízí i souhrnné skóre významnosti varianty. Datový soubor má zhruba jeden petabajt a jeho vznik vyžadoval výrazné zrychlení výpočtů pomocí optimalizací a odstranění duplicitních operací. Autoři očekávají, že databáze urychlí výběr variant pro laboratorní ověřování v biologii, výzkumu nemocí a vývoji léčiv. Predikce však nenahrazují experimenty, zejména u nemocí ovlivňovaných více mutacemi či vzdálenými regulačními úseky DNA.

Mezinárodní tým vědců identifikoval 36 genů výrazně zvyšujících riziko obsedantně-kompulzivní poruchy a chronických tikových poruch včetně Tourettova syndromu. Analýza exomů téměř 4 000 lidí ukázala, že 30 z těchto genů souvisí s oběma diagnózami, což potvrzuje jejich značný genetický překryv. Některé rizikové geny jsou zároveň spojeny s autismem, vývojovými poruchami a schizofrenií. Studie ukazuje na poruchy mozkových okruhů důležitých pro kontrolu impulzů, pohyb a vytváření návyků. Zjištění by mohlo rozšířit možnosti vývoje cílené léčby zaměřené na celé genové a nervové sítě.

Rozsáhlá genetická studie porovnala pacienty s cukrovkou 1. typu podle dvou rizikových genetických profilů, HLA-DR3 a HLA-DR4. Analýza více než 9 000 pacientů a 14 000 kontrol ukázala rozdíly, které podporují možnost, že jde o odlišné podtypy nemoci. U profilu DR3 se výrazněji uplatňují žírné buňky spojované se zánětem a alergiemi, zatímco u DR4 hrají větší roli T-lymfocyty ničící beta buňky slinivky. Poznatky by v budoucnu mohly pomoci zpřesnit odhad rizika, klinické studie i cílenou léčbu podle genetického pozadí pacienta. Autoři zdůrazňují, že závěry je ještě nutné ověřit dalším výzkumem.

Rozsáhlá studie zahrnující více než 4 000 lidí naznačuje, že mimořádná dlouhověkost se v rodinách částečně dědí. Potomci stoletých rodičů měli oproti srovnávací skupině o 42 % nižší riziko úmrtí, o 33 % nižší riziko kardiovaskulárních chorob a o 32 % nižší riziko vysokého tlaku. Zdravotní potíže se u nich také objevovaly později, například vysoký tlak v průměru asi o pět let. Výsledky přetrvaly i po zohlednění životního stylu a sociálních faktorů, což ukazuje na možnou biologickou či genetickou výhodu. Výzkum však nezjistil významně nižší výskyt rakoviny a zdůrazňuje, že zdravé návyky jsou důležité pro všechny.

Experimentální léčba CTX310 využívá technologii CRISPR k trvalé úpravě genu v jaterních buňkách, která napodobuje přirozenou variantu spojenou s nižší hladinou cholesterolu. V první studii dostalo infuzi 15 pacientů se závažnými poruchami tuků v krvi, u nichž nezabírala běžná léčba. U čtyř lidí s nejvyšší dávkou klesla po roce hladina proteinu ANGPTL3 v průměru o 78,6 procenta, LDL cholesterol o 52,5 procenta a triglyceridy o 47,8 procenta. Jeden účastník během sledování zemřel, vyšetřovatelé však úmrtí nespojili s terapií; u ostatních nebyly hlášeny nové vážné nežádoucí účinky. Výsledky jsou předběžné kvůli malému počtu pacientů a pokračuje další fáze zkoušení.

Nová analýza naznačuje, že dětská mozková obrna nemusí představovat jednu samostatnou nemoc, ale soubor příznaků překrývajících se s různými genetickými poruchami. Vědci prověřili 515 genů dříve označovaných za možné příčiny a dostatečně silné statistické důkazy našli jen u 89 z nich. Při sekvenování genomu 460 dětí objevili potenciálně škodlivé varianty u zhruba 16 procent pacientů, avšak významná souvislost s obrnou se potvrdila jen u 16 genů. Autoři nepopírají vliv dalších genů, upozorňují ale na nedostatek důkazů u mnoha dosavadních tvrzení. Přesnější rozlišení genetických příčin by mohlo zlepšit vyšetření i péči o postižené děti.

Dosud největší genetická studie vlastností osobnosti spojila s takzvanou velkou pětkou 1 260 genetických variant, z nichž 824 dosud známo nebylo. Jednotlivé varianty však mají zanedbatelné účinky a nelze z nich spolehlivě určit osobnost konkrétního člověka. Zachycené genetické rozdíly vysvětlují podle výzkumu přibližně 7,4 až 10,6 procenta rozdílů mezi lidmi, zatímco predikce z DNA objasní méně než čtyři procenta variability. Většinu vlivu tak zřejmě představují prostředí, kultura, zkušenosti a další negenetické faktory. Studie zahrnula data ze 46 souborů a až 1,14 milionu lidí; výsledky vyšly v časopise Nature.

Vědci popsali u bakterie Escherichia coli obranný systém DRT3, který vytváří dvoušroubovici DNA neobvyklým způsobem. Jeden z enzymů při tom používá jako předlohu RNA, zatímco druhý určuje opakující se sekvenci DNA podle dvou aminokyselin ve vlastním proteinu, bez nukleové kyseliny jako šablony. Obě samostatně vzniklé komplementární části se následně spojí do DNA. Systém funguje jako antivirová past: pokud virus vyřadí bakteriální obranu RecBCD, DNA vytvořená DRT3 se hromadí a zastaví růst napadené buňky, čímž omezuje množení viru. Objev naznačuje, že bakteriální imunitní mechanismy mohou skrývat další dosud neznámé způsoby práce s genetickou informací.

Analýza více než 3 700 obratlů šavlozubého predátora Smilodon fatalis z dehtových jam La Brea odhalila četné známky nemocí, zranění a vrozených vad. Vědci popsali přes 200 vývojových deformací obratlů, desítky srůstů a také nálezy odpovídající nádorům míšních nervů. Takové potíže mohly zhoršovat pohyb i schopnost lovit, což by oslabeným zvířatům komplikovalo přežití na konci poslední doby ledové před zhruba 12 000 lety. Autoři soudí, že vysoký výskyt vad může naznačovat příbuzenské křížení v ubývající populaci, přímý důkaz však bez DNA získat nelze. Studie zároveň připomíná zdravotní rizika, jimž čelí malé a izolované populace živočichů i dnes.

Analýza genomů 42 příslušníků japonské kultury Jomon odhalila stopy genetických změn, které mohly jejich vzdáleným předkům pomáhat přežít chlad poslední doby ledové. Varianty genů souvisejí zejména s tvorbou tepla v hnědém tuku bez třesu, tělesnou hmotností a metabolismem tuků. Výzkumníci usuzují, že se tyto adaptace hromadily postupně při migraci předků Jomonů do chladnějších oblastí. Některé znaky metabolismu tuků se podobají adaptacím grónských Inuitů, což může být příklad nezávislého vývoje podobných vlastností v obdobných podmínkách. Autoři upozorňují, že rekonstrukce dávné fyziologie z genomických dat zůstává částečně spekulativní.