Neues mathematisches Modell erklärt die Variabilität in der mutationsraten über das menschliche Genom

Frischen Ansatz identifiziert genetische Risikofaktoren, die Einfluss auf komplexe menschliche Krankheiten.

Es stellt sich heraus, dass die Art, wie Häufig und wo neue Mutationen auftreten, die im menschlichen Genom hängt davon ab, welche DNA-Bausteine sind in der Nähe, fanden Forscher von der Perelman School of Medicine an der Universität Pennsylvania in einer erweiterten online-Studie, veröffentlicht in Nature Genetics.

„Wir entwickelten ein mathematisches Modell zur Schätzung der Preise der mutation als Funktion der nahe gelegenen Sequenzen der DNA – „Buchstaben“ – genannt nukleotiden, — in das menschliche Genom,“ sagte senior-Autor Benjamin F. Voight, PhD, assistant professor in der Abteilung der Systeme, die Pharmakologie and Translational Therapeutics und der Abteilung von Genetik. „Dieses neue Modell bietet nicht nur Hinweise in den Prozess der mutation, sondern auch hilft, zu entdecken, mögliche genetische Risikofaktoren, die Einfluss auf komplexe menschliche Krankheiten, wie Autismus-Spektrum-Störung.“

Diese Studie konzentriert sich auf die Wahrscheinlichkeit, dass ein Nukleotid in das menschliche Genom — einer von vier Buchstaben (A, C, G oder T für Adenin, Cytosin, Guanin oder Thymin) der DNA-alphabet geändert wird. Voight konzentriert sich auf die einfachste Art der mutation, eine „Punkt“ – mutation in dem ein einziger Buchstabe geändert wird, die in einer gegebenen Sequenz. Die meisten dieser änderungen-oft als Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs oder „snips“ – sind in der Regel nicht schädlich für das funktionieren des menschlichen Körpers. Dennoch Voight untersucht, warum manche Sequenzen sind eher zu mutieren, während andere es nicht sind.

„Die Krux des Papiers untersucht die Abhängigkeit der Mutationsrate auf die Nukleotide sind mit einem, zwei oder drei Basen entfernt von jeder Seite des SNP,“ Voight sagte. „Wir wissen bereits, über eine situation, in der diese Platzierung zählt: DNA-Sequenzen im Genom, wo sind Methylgruppen auf die Cytosin-Nukleotid, auch bekannt als“ CpG-sites, sind hotspots für Mutationen. Aber gibt es andere Arten von lokalen Sequenzen, die Sache über diese?“

Um diese Frage zu beantworten, Voight und student Varun Aggarwala, eine Doktorandin aus der Genomics und Computational Biology graduate group, entwickelte ein mathematisches Modell, anwendbar auf SNP-Daten, die in Menschen gefunden. Ihr Ansatz nutzten die öffentlich verfügbaren Daten aus den tausenden von menschlichen Probanden Stichprobe aus der ganzen Welt, nämlich aus dem 1000-Genome-Projekt. Diese Personen wurden sequenziert, die als Teil einer internationalen initiative zur Charakterisierung der genetischen variation, die natürlicherweise in menschlichen Populationen.

Neues mathematisches Modell erklärt die Variabilität in der mutationsraten über das menschliche Genom

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