Новосибирские ученые научились выявлять «точечные» мутации в ДНК

Ученые Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН создали метод, который одновременно выявляет точечные мутации и хромосомные перестройки. Эти два типа генетических изменений играют ключевую роль в развитии наследственных заболеваний и рака.

Метод, разработанный учеными из Института цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) совместно с коллегами из Института химической биологии и фундаментальной медицины, Новосибирского государственного университета, Образовательного центра «Сириус», Института искусственного интеллекта (AIRI) и других организаций, объединяет два современных подхода: Hi-C для пространственного анализа хромосом и экзомное обогащение для поиска мутаций в кодирующих участках ДНК.

В отличие от традиционных методов генетической диагностики, выявляющих либо точечные мутации (SNV), либо крупные перестройки, Exo-C позволяет получить всю эту информацию за один анализ. Это значительно повышает точность диагностики наследственных заболеваний и упрощает работу врачей-генетиков.

«Хромосомные перестройки могут нарушать работу генов, даже если сами они остаются неповрежденными. Ранняя и точная диагностика таких изменений критически важна для подбора лечения, прогноза и генетического консультирования», — отметил руководитель проекта, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, доктор биологических наук Вениамин Фишман.

Метод Hi-C был создан для изучения 3D-структуры ДНК в ядре клетки. Он фиксирует взаимодействия между участками генома, выявляя разрывы и перестройки, нарушающие нормальную архитектуру хромосом. Классический Hi-C требует анализа всего генома, что делает его дорогим и неэффективным для медицинских задач.

В Exo-C ученые применили экзомное обогащение к библиотекам Hi-C, фокусируясь только на генах. Этот подход резко сокращает стоимость секвенирования, повышает точность и позволяет выявлять как пространственные аномалии, так и точечные мутации в кодирующих последовательностях ДНК.

Проверка метода на моделях и образцах пациентов показала его высокую чувствительность и воспроизводимость. Exo-C обнаружил хромосомные транслокации, подтвержденные другими методами, и не уступал традиционным подходам в детекции SNV.

«Главное, что наше исследование позволило нескольким пациентам наконец найти причину заболевания и завершить диагностическую одиссею. Они годами ждали диагноза, так как другие методы не могли выявить повреждения ДНК, вызвавшие болезнь», — подчеркнул Вениамин Фишман. Потенциальные применения метода включают диагностику редких генетических синдромов, онкогенетику, пренатальные исследования и анализ случаев с неясной этиологией.