«Значение этой работы состоит в том, что она помогает нам понять, как у двух человек может быть та же самая генетическая мутация, но можно иметь болезнь, и другой может быть очень хорошо», говорит Ребекка Грин, доктор философии, постдокторант в лаборатории Бенедикта Халлгримсзона и первый автор исследования. «Это обычно происходит при заячьей губе и небе; у двух детей будет та же самая мутация, но каждый родится с расселиной, и каждый не будет».Лучше понять, почему, исследователи пристально смотрели на уровни экспрессии гена.
Долго считалось, что изменения в экспрессии гена приводят к пропорциональным изменениям в чертах, определенных теми генами. Большая часть изменения в чертах, таких как лицевая форма, высота или кровяное давление определена различиями в уровнях экспрессии гена.Используя эмбрионы мыши, они создали ряд мутаций, чтобы постепенно уменьшить уровень экспрессии гена по имени Fgf8, который важен для надлежащего развития лица. Они начали в 100 процентах и уменьшили его до 20 процентов типичного уровня.
Тогда они нанесли на карту отношения между двумя и нашли, что отношения не пропорциональны, нет постоянного отношения, отношения нелинейны.«Наши результаты показали даже на 50 процентах нормального уровня экспрессии гена, Вы можете быть полностью в порядке, но поскольку это уменьшается далее, это не означает увеличения дефекта – у Вас есть много различных результатов: от полностью типичного до по существу почти даже наличия лица», говорит Холлгримссон, доктор философии, глава Отдела Цитобиологии & Анатомии в Медицинской школе Камминга (CSM). «Те – виды эффектов, которые следуют из нелинейной карты генотипа/фенотипа. Если Вы не знаете то, что те карты похожи на Вас, не может предсказать фенотип от генома».Результаты изданы по своей природе Коммуникации.
«Это – критическая часть понимания, что это относится к предсказанию болезни от генотипов», говорит Холлгримссон. «Это добавляет к нашему знанию того, как гены могут взаимодействовать друг с другом и дают нам еще один ответ для того, как переменные результаты могут возникнуть».Холлгримссон подозревает, посмотрели ли исследователи на большинство действительно важных генов, у них была бы подобная, очень нелинейная карта генотипа/фенотипа.
«Наука о предсказании фенотипов от генов столь не продвинута, как обычно думается», говорит Холлгримссон. «Инструменты предсказания мы использовали потребность принять нелинейность во внимание, чтобы усовершенствовать и улучшить алгоритмы для использования геномных данных, чтобы предсказать изменение. Те виды улучшений будут очень важны для предсказания риска заболевания».У этой работы также есть значение для эволюционной биологии. Все организмы несут некоторый объем наследственной изменчивости.
Для разновидности, чтобы выжить, это должно быть в состоянии терпеть некоторый объем наследственной изменчивости и все еще развивать и воспроизвести успешно. Это исследование предполагает, что нелинейность в развитии – главная причина этого явления.