Результаты исследований учёных из Ноттингема открывают новые горизонты в лечении болезней
Исследователи из Ноттингемского университета сделали важное открытие: эволюция не так случайна, как считалось ранее. Теперь ученые смогут выяснить, какие гены могут быть полезны при лечении тех или иных заболеваний, а какие способны повлиять на устойчивость к антибиотикам, пишет журнал The Science.
Общепринятое мнение о непредсказуемом характере эволюции опровергнуто. Оказалось, что эволюционная история генома может оказывать большее влияние на сам ход эволюции, чем некие случайные события и множество других факторов.
Ведущий автор нового исследования профессор Макинерни из Ноттингемского университета, работавший над проектом вместе с коллегами, считает результаты научного труда революционными.
«Продемонстрировав, что эволюция не так случайна, как мы когда-то думали, мы открыли дверь для множества возможностей в синтетической биологии, медицине и науке об окружающей среде», — говорит Макинерни.
В рамках исследования ученые проанализировали пангеном – всю коллекцию генов внутри определенного вида. Они
использовали набор данных из 2500 целых геномов одного вида бактерий. Для обработки многих сотен тысяч часов данных использовался метод машинного обучения под названием Random Forest. После загрузки данных в компьютер группа создала «семейства генов», используя каждый ген в каждом геноме. Таким образом, у них появилась возможность идентифицировать семейства. Затем группа изучила закономерности присутствия этих семейств в одних геномах и отсутствия в других. Ими была обнаружена «невидимая экосистема, в которой гены могут взаимодействовать друг с другом или, напротив, работать друг против друга».
Таким образом, ученые сделали вывод: хаотичность последовательностей исключена, а на эволюцию генома неизменно влияет эволюционное прошлое.
Ученые рассматривают свое открытие как некий инструмент, раздвигающий горизонты прогнозирования. К числу исследований, в которых этот инструмент поможет быстро добиться результата, относится борьба с устойчивостью к антибиотикам: путем выявления «вспомогательного набора» генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам, могут быть разработаны индивидуальные методы лечения, основа которых – четкое понимание взаимосвязей между генами.
Открытие также поможет ученым создавать синтетические геномы. Кроме того, исследователи вплотную приблизятся к созданию таких микроорганизмов, которые смогут поглощать СО2 или расщеплять загрязняющие вещества. И то, и другое – хорошее подспорье в борьбе с изменением климата.
И, наконец, предсказывая взаимодействие генов, можно полностью преобразовать персонализированную медицину, считают авторы статьи.
Портал Oncology.ru сообщает об успехе российских ученых в области эволюции генов. Ученые Сеченовского университета и МФТИ открыли ранее неизвестные детали молекулярной эволюции генома человека. Это может стать базой для инноваций в лечении различных болезней.