A Nature Medicine folyóirat legutóbbi, elektronikus kiadásában megjelent cikk az orvosi örökléstan egyik legnagyobb kihívására kínál választ: a nemzetközi együttműködéssel kifejlesztett CAUSEL (Characterization of Alleles USing Editing of Loci) -módszer képes arra, hogy pontosan azonosítsa azokat a változatokat, amelyek közvetlenül hozzájárulnak egyes betegségek kialakulásához. A cikk szerzői között szerepel Csabai István, az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék professzora is.
Jól ismert néhány olyan gén, melynek fehérjekódoló DNS régiójában lévő örökletes változatok egyértelműen növelik egyes rákbetegségek kockázatát. Az ilyen típusú hibák azonban az örökletes kockázatokat okozó változatoknak csupán 5%-áért felelősek, a maradék 95% a nem fehérjekódoló szakaszokon következik be.
A kódoló régiók működését már az 1960-as évek óta ismerik a kutatók, a nem kódoló szakaszok szerepéről azonban eddig sokkal kevesebbet tárt fel a tudomány. Az emberek örökléstani változatossága elképesztően nagy, az öröklődéskor bonyolult kombinációkban adódnak át a változatok. Sok éven át szinte reménytelennek látszott, hogy a kutatók pontosan meghatározzák: pontosan melyik a milliónyi eltérés közül az, amelyik egy-egy betegség kialakulásában funkcionális, „okozó” (causal) szerepet játszik. Az utóbbi évek technológiai fejlődése egyre hatékonyabb eszközöket ad a kutatók kezébe: a rendelkezésre álló hatalmas adatmennyiséget azonban csak tudományközi módszerekkel lehet feldolgozni.
Csabai István, az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék tanára hasonló, adat-intenzív tudományos problémákat vizsgál. Spisák Sándorral, a bostoni Dana-Farber Cancer Institute kutatójával közösen évek óta foglalkozik molekuláris örökléstani problémákkal. A Nature Medicine-ben megjelent publikáció olyan eljárást mutat be, amely a genom-szerkesztés legújabb eredményeire támaszkodva, egy jól összeállított laboratóriumi és bioinformatikai elemzés-kombinációval képes nem kódoló DNS régiókban is azonosítani az „okozó” változatkat.
A magyar kutatók részvételével kifejlesztett új módszert a 6-os kromoszómán elhelyezkedő változatokon igazolták, melyeket előzetes kutatások a prosztatarákkal hoztak kapcsolatba. A finomabb vizsgálatok 27-re szűkítették a lehetséges „okozó” változatok számát az RFX6 gén szabályzó régiójában, majd közülük epigenetikai, azaz a DNS-szekvenciát nem befolyásoló markerek elemzésével azonosították a legvalószínűbb pozíciót. Több ezer genom-szerkesztett sejtkolónia szekvenálási adatainak vizsgálatával tudták létrehozni azt a három sejtvonalat, közülük az első nem tartalmazta a változatot, a második a két DNS-másolat („allél”) közül csak az egyikben, a harmadik pedig mindkettőben hordozta. A sejtvonalak elemzése kimutatta, hogy a két mutáns allélt tartalmazó változat a rákos sejtekre jellemző viselkedést mutatja, a változatok nélküli sejtvonal az egészséges sejtekre jellemzőt.
Jelenleg 17 000 olyan örökléstani változatot tartanak számon, melyet különféle betegségekkel vagy tulajdonságokkal hoztak kapcsolatba, és a számuk az egyre szélesebb körben elérhető DNS-szekvenálás kapcsán szaporodik, azonban a változatok csupán 0,1 százalékánál ismert a funkcionális változat, a többi esetben ma még nem tudható, hogy mi okozza a korrelációt. A CAUSEL-módszer reményt ad arra, hogy a maradék 99,9%-ról is információt kapjunk, és a folyamatok feltárásával közelebb jusson a tudomány egyes betegségek pontosabb meghatározásához és gyógyításához.
Az adatforradalomról korábban itt beszélgetés hallgatható meg Csabai István professzorral.