Sáng kiến ​​NIH nhằm điều tra và thiết lập một cách có hệ thống chức năng của mọi gen người

Sáng kiến ​​NIH nhằm điều tra và thiết lập một cách có hệ thống chức năng của mọi gen người

Ngày 27 tháng 9 năm 2022 – Viện Y tế Quốc gia đang khởi động một chương trình để hiểu rõ hơn về chức năng của mỗi gen người và tạo ra một danh mục các hậu quả phân tử và tế bào của việc bất hoạt mỗi gen. Chương trình Kiểu hình phân tử của không alleles trong tế bào (MorPhiC), do Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia quản lý, nhằm mục đích điều tra một cách có hệ thống chức năng của mỗi gen qua nhiều giai đoạn mà mỗi giai đoạn sẽ được xây dựng dựa trên công việc của phần trước.

Chương trình sẽ được tài trợ ban đầu trong 5 năm với tổng số tiền là 42,5 triệu đô la, trong khi chờ đợi nguồn vốn sẵn có. Giai đoạn 1 của chương trình sẽ tập trung vào 1.000 gen mã hóa protein và phục vụ như một giai đoạn thử nghiệm và có ba mục tiêu: khám phá nhiều phương pháp làm bất hoạt hoặc “loại bỏ” chức năng gen; phát triển các hệ thống phân tử và tế bào mô hình hóa nhiều mô người và các giai đoạn phát triển; và phát triển các phương pháp tiếp cận phân tử và tế bào để lập danh mục chức năng gen mà các nhà nghiên cứu khác có thể tái tạo.

Colin Fletcher, Tiến sĩ, Giám đốc chương trình NHGRI tại Phòng Khoa học Bộ gen cho biết: “Chức năng của hàng nghìn gen vẫn còn là một bí ẩn và chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong sinh học. một số bệnh nhất định xảy ra và làm thế nào chúng ta có thể phát triển các loại thuốc để nhắm mục tiêu và điều trị những bệnh đó. “

Các dự án do chương trình tài trợ sẽ sử dụng các phiên bản của gen không tạo ra các protein chức năng, được gọi là các alen null. Trong trường hợp không tạo ra protein chức năng của nó, chức năng của một gen nhất định có thể được suy luận dễ dàng hơn bằng cách nghiên cứu các đặc điểm sinh học hoặc kiểu hình. Các nhà nghiên cứu hy vọng quá trình này sẽ giúp giải thích kết quả dễ dàng hơn.

Hiện tại, hơn 6.000 trong số 19.000 gen mã hóa protein ước tính vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Trong số các gen đã được nghiên cứu, chỉ một tập hợp con các chức năng của chúng được đặc trưng rõ ràng.

Tạo ra một danh mục về những gì tất cả các gen của con người làm không phải là một kỳ công dễ dàng. Hầu hết các gen có thể có nhiều hơn một chức năng và hoạt động khác nhau tùy thuộc vào loại tế bào mà chúng được biểu hiện. Ngoài ra, các gen có thể bật hoặc tắt tùy thuộc vào mối quan hệ của tế bào với các tế bào xung quanh, môi trường và tuổi tác.

Nghiên cứu được tài trợ bởi chương trình MorPhiC sẽ sử dụng các mô hình nuôi cấy tế bào như organoids, là các mô hình thu nhỏ, ba chiều bao gồm nhiều loại tế bào mô phỏng chức năng của các mô và cơ quan thật. Nghiên cứu hoạt động với các tế bào trong nuôi cấy có một lợi thế lớn: nó có thể nghiên cứu một cách mạnh mẽ hơn các tế bào của con người, và do đó, các gen của con người. Tất cả dữ liệu sẽ được cung cấp cho cộng đồng nghiên cứu rộng lớn hơn. Nếu Giai đoạn 1 thành công, NIH sẽ kích hoạt giai đoạn thứ hai để đặc trưng cho một bộ gen người lớn hơn.

“MorPhiC có nghĩa là bổ sung thêm một lớp thông tin chức năng khác giữa việc loại bỏ gen ở cấp độ DNA và các hiệu ứng ở cấp độ sinh vật. Chúng tôi muốn lập danh mục các tác động của việc loại bỏ từng gen trong tế bào và – cùng với thông tin từ các nghiên cứu khác – sử dụng thông tin đó để hiểu cách các gen hoạt động để tạo ra một sinh vật, ”Adam Felsenfeld, Tiến sĩ, Giám đốc chương trình NHGRI tại Bộ phận cho biết của Khoa học Hệ gen.

Chương trình MorPhiC cung cấp một cách tiếp cận mới để hiểu chức năng gen khi so sánh với các chương trình khác tại NIH và NHGRI. Ví dụ, một nỗ lực của NIH đã được thiết lập tốt để thăm dò chức năng gen đã và đang điều tra hậu quả của việc loại bỏ gen ở chuột ở cấp độ mô và cơ quan như một phần của Chương trình Knockout Mouse. Một nỗ lực khác là áp dụng các công nghệ mới, chiến lược giải trình tự bộ gen và phương pháp tiếp cận phân tích để tăng đáng kể tỷ lệ các bệnh di truyền ở người có nguyên nhân di truyền được xác định, như một phần của Nghiên cứu gen nhằm làm sáng tỏ di truyền của các bệnh hiếm gặp. Nghiên cứu tìm hiểu sự biến đổi bộ gen ảnh hưởng như thế nào đến chức năng bộ gen và kiểu hình cũng là một lĩnh vực NHGRI đang đầu tư thông qua Tác động của Biến thể Bộ gen đối với Tổ hợp Chức năng.

“MorPhiC bổ sung cho những nỗ lực khác này bằng cách kiểm tra tác động của việc kích hoạt gen người ở cấp độ phân tử và tế bào,” Carolyn Hutter, Tiến sĩ, Giám đốc Phòng Khoa học Bộ gen, cho biết. “Cuối cùng, những tiến bộ mang tính xúc tác sẽ đến khi chúng tôi có thể cộng tác trong các chương trình khác nhau này.”

Tài trợ cho Giai đoạn 1 của chương trình MorPhiC sẽ được trao để hỗ trợ các nhà điều tra sau:

  • Mazhar Adli, Ph.D.
    Trường Y khoa Feinberg thuộc Đại học Northwestern, Chicago
    Đặc điểm phân tử và tế bào của các gen thiết yếu của con người
  • Luke Gilbert, Ph.D.
    Đại học California, San Francisco
    Lập bản đồ đa nguyên tử trong không gian của chức năng gen với CRISPRoff
  • Danwei Huangfu, Ph.D.
    Viện Nghiên cứu Ung thư Sloan-Kettering, Thành phố New York
    Trung tâm loại trực tiếp có thể mở rộng và kiểu hình đa phương thức trong bộ gen người đa dạng về mặt di truyền
  • Paul Robson, Ph.D.
    Phòng thí nghiệm Jackson, Farmington, Connecticut
    Trung tâm sản xuất dữ liệu JAX MorPhiC
  • Stephan Schürer, Ph.D.
    Đại học Miami
    Trung tâm điều phối hành chính và tài nguyên dữ liệu MorPhiC

Viện nghiên cứu bộ gen người quốc gia (NHGRI) là một trong 27 viện và trung tâm tại NIH, một cơ quan của Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh. Bộ phận Nghiên cứu Nội bộ của NHGRI phát triển và triển khai công nghệ để hiểu, chẩn đoán và điều trị các bệnh di truyền và gen. Thông tin bổ sung về NHGRI có thể được tìm thấy tại: www.genome.gov.

Giới thiệu về Viện Y tế Quốc gia (NIH): NIH, cơ quan nghiên cứu y tế của quốc gia, bao gồm 27 Viện và Trung tâm và là một thành phần của Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ. NIH là cơ quan chính của liên bang tiến hành và hỗ trợ nghiên cứu y tế cơ bản, lâm sàng và chuyển dịch, đồng thời đang điều tra nguyên nhân, phương pháp điều trị và cách chữa cho cả các bệnh phổ biến và hiếm gặp. Để biết thêm thông tin về NIH và các chương trình của nó, hãy truy cập www.nih.gov.


Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published.