Составлен атлас регуляторных последовательностей, связанных с болезнями сердца
Сердечно-сосудистые заболевания являются одной из главной причин смерти людей во всем мире. У пациентов с подобными диагнозами иначе начинают работать гены, кодирующие разнообразные белки в клетках сердца. Не последнюю роль в этом играют регуляторные последовательности, среди которых — промоторы (их узнают ферменты РНК-полимеразы как точку начала синтеза нуклеиновой кислоты) и энхансеры (стимуляторы считывания информации с гена). Экспрессия каждого гена регулируется взаимодействием нескольких регуляторных элементов. Из-за специфичности работы клеток разных тканей и изменчивой активности генов (в том числе в патологии) до сих пор недостаточно хорошо изучено точное расположение промоторов и энхансеров.
Сотрудники Казанского (Приволжского) федерального университета, Института белка РАН, Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН, Сеченовского университета и ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России вместе с зарубежными коллегами использовали кэп-анализ экспрессии генов (CAGE) для идентификации и количественной оценки активности транскрибируемых регуляторных элементов во всех четырех камерах сердца здоровых и больных людей.
В результате авторы идентифицировали 17 668 промоторов и 14 920 энхансеров, связанных с активностью 14 519 генов в желудочках и предсердиях. Им удалось выявить конкретные регуляторные элементы, чья активность изменилась при поражении миокарда (кардиомиопатии). Например, в случае ишемической формы, возникающей из-за недостатка кислорода у тканей, сильнее были затронуты регуляторы генов разных метаболических путей, а в случае неишемической (из-за мутаций, инфекций и так далее) — иммунные.
Анализ также показал, что предсердия более чувствительны к сердечной недостаточности с точки зрения экспрессии генов, а еще у них чаще наблюдаются перерождения миоцитов в «желудочковый» тип при патологии. Процесс можно отследить на ранних этапах по активности генов и их регуляторов. Аналогичные связи с болезнью авторы установили и для других последовательностей.
Все данные исследования находятся в открытом доступе, и исследователи надеются, что их работа позволит кардиологам лучше разобраться в генетических особенностях развития болезней сердца и сосудов. Результаты также могут помочь в разработке новых препаратов и методов ранней диагностики.
В дальнейшем авторы планируют рассмотреть половые различия в активности генов сердца.
