Wissenschaftler des Hospital for Sick Children (SickKids) haben eine bisher übersehene Ebene genetischer Variation aufgedeckt, die dazu beitragen könnte zu erklären, warum Menschen Krankheiten unterschiedlich erleben und warum manche Behandlungen bei bestimmten Bevölkerungsgruppen besser wirken.
Tandemwiederholungen sind sich wiederholende Abschnitte eines DNA-Strangs, die etwa sieben Prozent des menschlichen Genoms ausmachen. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Tandemwiederholungen Fehler in der Genfunktion verursachen, steigt mit jeder Wiederholung. Sie sind bekanntermaßen Ursache von Erkrankungen wie der Huntington-Krankheit und spielen eine Rolle bei vielen anderen, darunter Autismus-Spektrum-Störungen , Schizophrenie und Kardiomyopathie .
Eine von SickKids geleitete Studie zeigt nun erstmals, dass neben der Länge der Tandemwiederholung auch subtile Veränderungen in der Zusammensetzung kurzer Tandemwiederholungen (STRs) einen großen Einfluss auf die Funktionsweise von Genen haben können.
Die in Genome Biology veröffentlichte Studie des Forschungsteams analysierte Genomdaten von über 3.000 Personen aus der Allgemeinbevölkerung und stellte fest, dass etwa sieben Prozent der STRs im menschlichen Genom Variationen in der Sequenzzusammensetzung aufweisen.
„Diese Veränderungen in der STR-Zusammensetzung sind nicht selten, sie sind ein normaler Bestandteil der menschlichen genetischen Vielfalt. Dies ist eine neue Dimension der genetischen Variation, die bisher direkt vor unseren Augen verborgen war“, sagt Studienleiter Dr. Ryan Yuen , leitender Wissenschaftler im Programm für Genetik und Genombiologie .
Zusätzlich zur Beschreibung der Prävalenz von STRs in der Allgemeinbevölkerung machte das Forschungsteam mehrere weitere Erkenntnisse, die zukünftige Forschung und die Entwicklung präzisionsmedizinischer Therapien im Sinne von Precision Child Health , einer Initiative bei SickKids zur Individualisierung der Versorgung jedes einzelnen Patienten, beeinflussen könnten.
Zunächst entdeckten sie, dass variable STRs häufig in der Nähe von Alu-Elementen liegen, repetitiven DNA-Sequenzen, deren Funktion noch weitgehend unbekannt ist. Diese STRs treten vermehrt an Spleißstellen in Genen auf, die an der Gehirnentwicklung und -funktion beteiligt sind.
Die Studie fand auch deutliche Unterschiede in der STR-Variabilität zwischen verschiedenen ethnischen Gruppen. Das Forschungsteam glaubt, dass diese Erkenntnis Wissenschaftlern in Zukunft helfen könnte, das Krankheitsrisiko besser vorherzusagen und Behandlungen an verschiedene Bevölkerungsgruppen anzupassen.
