골다공증 : 잠재적 위험 유전자를 정확히 찾아내는 새로운 도구

강력한 도구의 조합은 과학자들이 골밀도에 미치는 영향을 통해 골다공증에 기여할 수있는 두 가지 새로운 유전자를 식별하는 데 도움이되었습니다. 이 발견은 뼈 약화 질환에 대한 더 나은 치료법으로 이어질 수 있습니다.

골다공증이 발생하기 전에 곧 예측할 수 있습니다.

펜실베이니아에있는 필라델피아 아동 병원 (CHOP)의 연구자들이 실시한이 연구는 질병을 유발하는 유전자를 찾는 데있어 게놈의 3D 지리를 이해하는 것의 중요성을 강조합니다.

연구팀은 질병 뒤에있는 DNA 변이 또는 차이점을 식별하는 것만으로는 질병을 일으키는 유전자를 찾는 데 충분하지 않다고 지적합니다. 예를 들어, 변이는 게놈의 다른 부분에있는 유전자의 트리거 일 수 있습니다.

현재 저널에 실린 논문에서 네이처 커뮤니케이션연구진은 뼈 형성 세포에서 DNA의 3D 지리를 조사하여 뼈 미네랄 밀도에 영향을 미칠 수있는 유전자를 찾는 방법을 설명합니다.

그들은 그들의 방법이 소아 질환을 포함한 다른 유전 적 상태를 연구하는데도 도움이 될 수 있다고 제안합니다.

CHOP의 공간 및 기능 유전체학 센터 소장 인 공동 선임 연구 저자 인 Struan F. A. Grant Ph.D.는“게놈의 지리는 선형이 아닙니다.

“DNA가 염색체로 접혀 있기 때문에 게놈의 일부가 물리적 접촉을 통해 유전자가 발현되는 방식에 영향을 미치는 주요 생물학적 상호 작용을 가능하게 할 수 있습니다. 그래서 우리는 게놈의 3 차원 구조를 연구합니다.”

골다공증과 게놈

골다공증은 특히 손목, 척추 및 엉덩이에서 뼈를 점진적으로 약화시키고 골절 위험을 증가시키는 질병입니다.

뼈 조직은 살아 있고 영구적으로 새로운 뼈를 추가하고 오래된 뼈를 제거합니다. 어린 시절에이 과정은 새로운 조직의 형성을 선호하여 뼈가 성장하고 강해집니다.

그러나 나이가 들어감에 따라 뼈 형성이 정점에 이르렀다가 뼈 제거보다 더 늦어지면서 뼈가 점차 밀도가 낮아지고 약해집니다.

미국 국립 보건원 (NIH)은 이미 골다공증을 앓고 있거나 골밀도가 낮아 골다공증이 발생할 위험이 높은 미국에서 5,300 만 명 이상의 사람들이 있다고 추정합니다.

과학자들은 10 년 전에 인간 게놈을 밝혀 냈습니다. 그 이후로 많은 GWAS (Genome-wide Association Studies)에서 특정 질병을 가진 사람들에게 더 흔하게 나타나는 DNA의 변이 또는 빌딩 블록 시퀀스를 확인했습니다.

연구 논문에서 Grant 박사와 그의 동료들은 골다공증이“필수 유전 적 요소”를 가지고 있다고 말합니다.

그러나 그들은 계속해서 GWAS가“골 미네랄 밀도와 밀접하게 관련된”DNA 변이체를 발견했지만 이것은 실제로 뼈 형성 과정을 제어하는 유전자를 찾는 것과 같지 않다고 설명합니다.

3D '변이-유전자 매핑'

그래서 그들의 연구의 목적은 새로운 뼈를 만드는 세포 인 인간 조골 세포에서 고해상도의 3D "변이-유전자 매핑"운동에서 골밀도 변이의 GWAS 파생 위치를 사용하는 것이 었습니다.

이 연습에는 염색체 내에서 단단히 접 히고 포장 된 DNA의 3D 지리 분석이 포함되었습니다. 특별한 "공간 유전체학"기술을 사용하여 팀은 GWAS에서 파생 된 골밀도 변이와 나머지 게놈 간의 "유전체 전체 상호 작용"을 매핑 할 수있었습니다.

이를 통해 그들은 조사한 273 개의 GWAS 유래 골밀도 위치 중 약 17 %에서 잠재적 인과 유전자에 대한 "일관된 접촉"을 관찰했습니다.

이로 인해 골다공증에서 잠재적 인 "원인 역할"을 가진 두 가지 새로운 유전자가 확인되었습니다. ING3 과 EPDR1. 연구팀은 유전자를 침묵 시키면 조골 세포가 새로운 뼈를 형성하는 것을 막는다는 것을 보여줌으로써 유전자의 강력한 역할을 확인했습니다.

연구자들은 이것들 외에도 더 많은 "원인 유전자"가있을 수 있다고 지적했다. 그러나 그들은 또한 링크하는 변형이 ING3 가장 흔한 "어린이 골절 부위"인 손목의 뼈 밀도와 밀접한 관련이 있습니다.

그들은 다음과 관련된 생물학적 경로에 대한 추가 연구를 제안합니다. ING3 뼈를 강화하고 골절을 예방하는 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.

그와 그의 팀은 이미 CHOP 및 다른 기관의 다른 그룹과 협력하여 다른 유형의 세포를위한 변이-유전자 "아틀라스"를 만들고 있습니다. 이는“소아암, 당뇨병 및 루푸스”를 포함한 많은 질병에 대한 새로운 치료법 개발에 가치가 있음을 입증해야한다고 Grant 박사는 말합니다.