מיפוי מחלת אלצהיימר משתנים גנים היעד שלהם באמצעות ניתוח חישובית של תצורת כרומטין

בעוד GWAS זיהו בהצלחה אזורים גנומיים הקשורים תכונות אנושיות ומחלות, ההשפעה הביולוגית של גרסאות סיכון אלה אינה ברורה. כאן אנו מתארים פרוטוקול לחיזוי חישובי של גנים יעד putative של גרסאות סיכון GWAS באמצעות פרופילי אינטראקציה כרומטין. לעתים קרובות זיהוי של גנים בסיכון הוא צעד ראשון להבנת מנגנוני המחלה, ולאפשר גישות טיפוליות נורמליות.

אנו מקווים כי התוצאות של עבודה זו יכול בסופו של דבר להוביל אסטרטגיות סופיות כדי לאבחן ולטפל במחלת אלצהיימר. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי באמצעות תדרי מגע כרומטון 3D אנו יכולים לזהות את הגנים המושפעים על ידי מחלת אלצהיימר סיכון שונות גם אם הם אלפי או אפילו מיליוני זוגות בסיס משם. בעת ניסיון פרוטוקול זה, היכרות עם מערכת R או מערכת זוגות X היא קריטית מכיוון שהמשתמש צפוי לנהל את הפרוטוקול כולו עם המערכת.

כדי לבצע פרוטוקול חישובי זה, עיין בקוד בכתב היד של הטקסט או על המסך. התחל, על-ידי הגדרה ב- R, כדי ליצור אובייקט טווחי G עבור פולימורפיזם נוקלאטריד יחיד אמין או SNPS. למיפוי מיקום, ההתקנה ב- R ואז לטעון את האמרגן ואת האזור exonic וליצור אובייקט טווח G.

חופפים את ה- SNPS המהימן עם האזורים האקסוניים ועם אזורי האמרגן. כדי לקשר את SNPS לגנים היעד שלהם באמצעות אינטראקציות כרומטון, לטעון את ערכת הנתונים Hi C וליצור אובייקט טווח G. חופפים את ה- SNPS המהימן לאובייקט טווח Hi C G.

ולאסוף גנים מועמדים לספירה, המוגדרים על ידי מיפוי מיקום ופרופילי אינטראקציה כרומטון. לאחר מכן, לחקור מסלולים התפתחותיים. התקנה ב- R ועיבד את המטה-נתונים של הביטוי.

ציין שלבים התפתחותיים ובחר אזורים קליפת המוח. לחלץ את פרופילי ביטוי התפתחותי של גנים סיכון לספירה ולהשוות רמות ביטוי טרום לידתי לעומת לאחר הלידה. חקרו פרופילי ביטויים של סוגי תאים על-ידי הגדרה ב- R וחילוץ פרופילי ביטויים סלולריים של סיכון AD.

לבסוף, לבצע ניתוח העשרת ביאור גנים של גנים בסיכון לספירה. הורד וקבע את תצורת הומר. ואז להפעיל את הומר ולתכנן את המונחים המועשרים עם R סטודיו.

קבוצה של 800 SNPs אמינים נחקרה באמצעות תהליך זה. מיפוי מיקום גילה כי 103 SNPs חופפים עם מקדמים ו 42 SNPs חופפים עם Exons, בעוד 84% של SNPs נשאר ללא ביאורים. באמצעות ערכות נתונים של Hi-C במוח הבוגר, 208 SNPs נוספים קושרו ל-64 גנים המבוססים על קרבה פיזית.

בסך הכל, 284 SNPs אמינים לספירה מופו ל 112 גנים סיכון לספירה. גנים בסיכון לספירה היו קשורים חלבונים מבשר עמילואיד, היווצרות עמילואיד בטא ותגובה חיסונית, אשר משקף את הביולוגיה הידועה של המחלה. פרופילי ביטוי התפתחותי של גנים בסיכון לספירה הראו העשרה מסומנת לאחר הלידה המעידה על הסיכון הגבוה הקשור לגיל המחלה.

לבסוף, הגנים באו לידי ביטוי רב במיקרוגליה תאי החיסון העיקריים במוח התומכים בממצאים החוזרים ונשנים שלספירה יש בסיס חיסוני חזק. כאן אנו משתמשים בנתונים Hi-C מרמת המוח כדי לנתח השפעה ביולוגית של שונות הסיכון למחלת האלצהיימר. עם זאת, כדי ליישם שיטה זו על מחקר GWAS אחר רמת הנתונים החדשים Hi-C ברקמה הרלוונטית היא קריטית.

ניתן להמשיך ללמוד ולאמת תוצאות אלה באמצעות טכנולוגיות מבוססות פריך יותר, בדיקות כתב משפר, או על ידי הצטלבים עם ערכות נתונים גנומיות פונקציונליות אחרות כגון EQTLs. כאן אנו מזהים עשרות גנים בסיכון למחלת אלצהיימר ואנחנו מצפים כי הזיהוי של גנים אלה יכול לעזור לנו להבין את תפקידם לא ידוע בעבר במחלת אלצהיימר.