Tin tức | Các nhà khoa học phát hiện 473 gen “bật-tắt” có thể làm thay đổi y học cá thể hóa
Một nghiên cứu lớn được công bố trên Nature Communications đã xác định 473 gen người hoạt động như các công tắc: hoặc hoàn toàn hoạt động, hoặc hoàn toàn bất hoạt, đồng thời biểu hiện đặc hiệu theo mô. Phát hiện này mở ra những hướng mới để tìm hiểu cơ chế bệnh và thúc đẩy y học cá thể hóa.
Gen bật và tắt ảnh hưởng đến sức khỏe
Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu hệ gen (DNA), hệ methyl (biến đổi DNA) và hệ phiên mã (biểu hiện RNA) từ 943 tình nguyện viên, sàng lọc kiểu biểu hiện của khoảng 19,000 gen biểu hiện mạnh trên 27 mô người.
Họ phát hiện 473 gen có phân bố hai cực rõ rệt—hai trạng thái “bật” và “tắt” ở mức cực đoan thay vì tăng hoặc giảm dần. Kiểu biểu hiện giống công tắc này liên quan chặt chẽ đến các bệnh lý như bệnh da, bệnh chuyển hóa, rối loạn miễn dịch và ung thư.
Điều hòa nội tiết tố và methyl hóa DNA quyết định gen nào bật hoặc tắt
Phần lớn các gen giống công tắc đặc hiệu theo mô và được điều hòa bởi nồng độ hormone. Trong số 158 gen như vậy được xác định ở mô vú, chẳng hạn, 157 gen chủ yếu biểu hiện ở phụ nữ, cho thấy sự thiên lệch giới tính rõ rệt. Ở mô tử cung, biểu hiện của các gen quan trọng như TP53INP2 giảm theo tuổi và có thể liên quan đến tình trạng giảm khả năng sinh sản ở nữ.
Khoảng 8.5% số gen này có biểu hiện hai trạng thái tương tự ở mọi mô, chủ yếu do các yếu tố di truyền như biến thể DNA, biến thể cấu trúc hoặc mất chức năng. Ví dụ, một đợt mất gen phổ biến khiến USP32P2 và FAM106A vĩnh viễn ở trạng thái “tắt”, có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản nam và làm COVID-19 nặng hơn.
Nghiên cứu mô âm đạo: liệu pháp hormone có thể bật lại gen
Trong các mẫu mô âm đạo, các nhà nghiên cứu phát hiện 7 gen giống công tắc liên quan đến teo âm đạo sau mãn kinh do thiếu estrogen. Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy liệu pháp estrogen có thể tái hoạt hóa 5 gen trong số đó. Điều này củng cố mối liên hệ chặt chẽ giữa biểu hiện của chúng và hormone, đồng thời cho thấy liệu pháp hormone có thể phát huy tác dụng một phần bằng cách điều hòa các gen này.
Ở mô âm đạo, ALOX12 được xem là “gen hành khách”—hệ quả của bệnh—trong khi KRT1 có thể là “gen dẫn động” gây bệnh, mở ra các mục tiêu tiềm năng cho những can thiệp trong tương lai.
Nghiên cứu sâu hơn về các gen công tắc có thể thay đổi chẩn đoán và điều trị bệnh
Từ lâu, các nhà nghiên cứu tập trung vào những gen có biểu hiện liên tục hoặc thay đổi dần, bỏ qua các kiểu nhị phân giống công tắc đèn. Bằng cách sử dụng dữ liệu giải trình tự RNA và các mô hình thống kê, nghiên cứu này đã lần đầu tiên xác định có hệ thống các gen giống công tắc và giải quyết một khoảng trống quan trọng trong nghiên cứu.
Họ đề xuất hai ưu tiên cho nghiên cứu tương lai:
Sử dụng giải trình tự đọc dài để tìm các biến thể cấu trúc ẩn. Cơ chế di truyền đứng sau trạng thái “tắt” của một số gen, chẳng hạn GPX1P1, vẫn chưa rõ;
Đưa các gen công tắc vào nghiên cứu tương tác gen–môi trường. Ví dụ, mất gen GSTMI kết hợp với việc mẹ hút thuốc có thể làm tăng đáng kể nguy cơ hen suyễn ở trẻ.
Triển vọng: thêm một bước hướng tới y học chính xác
Đây là nghiên cứu phân tích tích hợp lớn nhất và toàn diện nhất cùng loại tính đến nay. Bằng cách kết hợp dữ liệu hệ gen, hệ methyl và hệ phiên mã, các nhà khoa học đã lập bản đồ các gen công tắc ở người.
Mặc dù nghiên cứu lưu ý rằng trạng thái “bật-tắt” ở cấp độ RNA không phải lúc nào cũng phản ánh những thay đổi ở cấp độ protein, phát hiện này vẫn tạo nền tảng vững chắc cho cảnh báo sớm bệnh, sàng lọc mục tiêu thuốc và thiết kế điều trị cá thể hóa.
Nếu các nhà nghiên cứu xác định được gen nào thúc đẩy bệnh và kết hợp thông tin đó với các yếu tố cá nhân như hormone, tuổi và BMI, việc dự đoán và can thiệp bệnh chính xác hơn có thể trở nên khả thi.
Tin tức | Các nhà khoa học phát hiện 473 gen “bật-tắt” có thể làm thay đổi y học cá thể hóa
Tin tức | Các nhà khoa học phát hiện 473 gen “bật-tắt” có thể làm thay đổi y học cá thể hóa
Một nghiên cứu lớn được công bố trên Nature Communications đã xác định 473 gen người hoạt động như các công tắc: hoặc hoàn toàn hoạt động, hoặc hoàn toàn bất hoạt, đồng thời biểu hiện đặc hiệu theo mô. Phát hiện này mở ra những hướng mới để tìm hiểu cơ chế bệnh và thúc đẩy y học cá thể hóa.
Gen bật và tắt ảnh hưởng đến sức khỏe
Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu hệ gen (DNA), hệ methyl (biến đổi DNA) và hệ phiên mã (biểu hiện RNA) từ 943 tình nguyện viên, sàng lọc kiểu biểu hiện của khoảng 19,000 gen biểu hiện mạnh trên 27 mô người.
Họ phát hiện 473 gen có phân bố hai cực rõ rệt—hai trạng thái “bật” và “tắt” ở mức cực đoan thay vì tăng hoặc giảm dần. Kiểu biểu hiện giống công tắc này liên quan chặt chẽ đến các bệnh lý như bệnh da, bệnh chuyển hóa, rối loạn miễn dịch và ung thư.
Điều hòa nội tiết tố và methyl hóa DNA quyết định gen nào bật hoặc tắt
Phần lớn các gen giống công tắc đặc hiệu theo mô và được điều hòa bởi nồng độ hormone. Trong số 158 gen như vậy được xác định ở mô vú, chẳng hạn, 157 gen chủ yếu biểu hiện ở phụ nữ, cho thấy sự thiên lệch giới tính rõ rệt. Ở mô tử cung, biểu hiện của các gen quan trọng như TP53INP2 giảm theo tuổi và có thể liên quan đến tình trạng giảm khả năng sinh sản ở nữ.
Khoảng 8.5% số gen này có biểu hiện hai trạng thái tương tự ở mọi mô, chủ yếu do các yếu tố di truyền như biến thể DNA, biến thể cấu trúc hoặc mất chức năng. Ví dụ, một đợt mất gen phổ biến khiến USP32P2 và FAM106A vĩnh viễn ở trạng thái “tắt”, có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản nam và làm COVID-19 nặng hơn.
Nghiên cứu mô âm đạo: liệu pháp hormone có thể bật lại gen
Trong các mẫu mô âm đạo, các nhà nghiên cứu phát hiện 7 gen giống công tắc liên quan đến teo âm đạo sau mãn kinh do thiếu estrogen. Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy liệu pháp estrogen có thể tái hoạt hóa 5 gen trong số đó. Điều này củng cố mối liên hệ chặt chẽ giữa biểu hiện của chúng và hormone, đồng thời cho thấy liệu pháp hormone có thể phát huy tác dụng một phần bằng cách điều hòa các gen này.
Ở mô âm đạo, ALOX12 được xem là “gen hành khách”—hệ quả của bệnh—trong khi KRT1 có thể là “gen dẫn động” gây bệnh, mở ra các mục tiêu tiềm năng cho những can thiệp trong tương lai.
Nghiên cứu sâu hơn về các gen công tắc có thể thay đổi chẩn đoán và điều trị bệnh
Từ lâu, các nhà nghiên cứu tập trung vào những gen có biểu hiện liên tục hoặc thay đổi dần, bỏ qua các kiểu nhị phân giống công tắc đèn. Bằng cách sử dụng dữ liệu giải trình tự RNA và các mô hình thống kê, nghiên cứu này đã lần đầu tiên xác định có hệ thống các gen giống công tắc và giải quyết một khoảng trống quan trọng trong nghiên cứu.
Họ đề xuất hai ưu tiên cho nghiên cứu tương lai:
Sử dụng giải trình tự đọc dài để tìm các biến thể cấu trúc ẩn. Cơ chế di truyền đứng sau trạng thái “tắt” của một số gen, chẳng hạn GPX1P1, vẫn chưa rõ;
Đưa các gen công tắc vào nghiên cứu tương tác gen–môi trường. Ví dụ, mất gen GSTMI kết hợp với việc mẹ hút thuốc có thể làm tăng đáng kể nguy cơ hen suyễn ở trẻ.
Triển vọng: thêm một bước hướng tới y học chính xác
Đây là nghiên cứu phân tích tích hợp lớn nhất và toàn diện nhất cùng loại tính đến nay. Bằng cách kết hợp dữ liệu hệ gen, hệ methyl và hệ phiên mã, các nhà khoa học đã lập bản đồ các gen công tắc ở người.
Mặc dù nghiên cứu lưu ý rằng trạng thái “bật-tắt” ở cấp độ RNA không phải lúc nào cũng phản ánh những thay đổi ở cấp độ protein, phát hiện này vẫn tạo nền tảng vững chắc cho cảnh báo sớm bệnh, sàng lọc mục tiêu thuốc và thiết kế điều trị cá thể hóa.
Nếu các nhà nghiên cứu xác định được gen nào thúc đẩy bệnh và kết hợp thông tin đó với các yếu tố cá nhân như hormone, tuổi và BMI, việc dự đoán và can thiệp bệnh chính xác hơn có thể trở nên khả thi.
Nguồn bài viết:
Tổng hợp trực tuyến