NIH-initiatief om de functie van elk menselijk gen systematisch te onderzoeken en vast te stellen

Nieuwsbericht

dinsdag 27 september 2022

In het programma Molecular Phenotypes of Null Alleles in Cells wordt eerst gekeken naar eiwitcoderende genen.

De National Institutes of Health lanceert een programma om de functie van elk menselijk gen beter te begrijpen en een catalogus te genereren van de moleculaire en cellulaire gevolgen van het inactiveren van elk gen. Het programma Molecular Phenotypes of Null Alleles in Cells (MorPhiC), beheerd door het National Human Genome Research Institute, heeft tot doel de functie van elk gen systematisch te onderzoeken door middel van meerdere fasen die elk zullen voortbouwen op het werk van de vorige.

Het programma zal in eerste instantie voor vijf jaar worden gefinancierd voor een totaal van $ 42,5 miljoen, in afwachting van de beschikbaarheid van fondsen. Fase 1 van het programma zal zich richten op 1.000 eiwitcoderende genen en dient als een pilotfase en heeft drie doelen: het onderzoeken van meerdere methoden voor het inactiveren of „knock-out“ van de genfunctie; het ontwikkelen van moleculaire en cellulaire systemen die meerdere menselijke weefsels en ontwikkelingsstadia modelleren; en het ontwikkelen van moleculaire en cellulaire benaderingen om de genfunctie te catalogiseren die andere onderzoekers kunnen reproduceren.

„De functie van duizenden genen is nog steeds een mysterie en ze vervullen waarschijnlijk een vitale biologische rol“, zegt Colin Fletcher, Ph.D., NHGRI-programmadirecteur in de afdeling Genome Sciences. „Het begrijpen van fundamentele biologie kan ons helpen erachter te komen waarom bepaalde ziekten voorkomen en hoe kunnen we medicijnen ontwikkelen om die ziekten aan te pakken en te behandelen.”

Projecten die door het programma worden gefinancierd, zullen versies gebruiken van genen die geen functionele eiwitten maken, de zogenaamde nul-allelen. Bij afwezigheid van het maken van zijn functionele eiwit, kan de functie van een bepaald gen gemakkelijker worden afgeleid door de resulterende biologische kenmerken of fenotype te bestuderen. De onderzoekers verwachten dat dit proces de interpretatie van de resultaten vergemakkelijkt.

Momenteel zijn meer dan 6.000 van de naar schatting 19.000 eiwitcoderende genen niet goed bestudeerd. Van de genen die zijn bestudeerd, is slechts een subset van hun functies goed gekarakteriseerd.

Het is geen sinecure om een ​​catalogus te maken van wat alle menselijke genen doen. De meeste genen hebben waarschijnlijk meer dan één functie en gedragen zich anders, afhankelijk van het type cel waarin ze tot expressie worden gebracht. Bovendien kunnen genen worden in- of uitgeschakeld, afhankelijk van de relatie van de cel met de omringende cellen, de omgeving en de leeftijd.

Onderzoek gefinancierd door het MorPhiC-programma zal gebruik maken van celcultuurmodellen zoals organoïden, dit zijn miniatuur, driedimensionale modellen die zijn samengesteld uit meerdere celtypen die de functie van echte weefsels en organen nabootsen. Onderzoek dat werkt met cellen in kweek heeft een groot voordeel: het kan menselijke cellen, en dus menselijke genen, robuuster bestuderen. Alle gegevens worden beschikbaar gesteld aan de bredere onderzoeksgemeenschap. Als fase 1 succesvol is, zal NIH een tweede fase activeren om een ​​grotere set menselijke genen te karakteriseren.

“MorPhiC is bedoeld om een ​​extra laag functionele informatie toe te voegen tussen de gen-knock-out op DNA-niveau en de effecten op organismeniveau. We willen de effecten van het uitschakelen van elk gen in cellen catalogiseren en – samen met informatie uit andere onderzoeken – dat gebruiken om te begrijpen hoe genen werken om een ​​organisme te produceren“, zegt Adam Felsenfeld, Ph.D., NHGRI-programmadirecteur in de afdeling van Genoomwetenschappen.

Het MorPhiC-programma biedt een nieuwe benadering om de genfunctie te begrijpen in vergelijking met andere programma’s van NIH en NHGRI. Een gevestigde NIH-inspanning om de genfunctie te onderzoeken, heeft bijvoorbeeld de gevolgen onderzocht van het uitschakelen van genen bij muizen op het niveau van weefsels en organen als onderdeel van het Knockout Mouse-programma. Een andere inspanning is het toepassen van nieuwe technologieën, strategieën voor genoomsequentiebepaling en analytische benaderingen om het aandeel van menselijke genetische ziekten met een geïdentificeerde genetische oorzaak aanzienlijk te vergroten, als onderdeel van het Genomics Research to Elucidate the Genetics of Rare Diseases Consortium. Onderzoek naar het begrijpen hoe genomische variatie de genoomfunctie en het fenotype beïnvloedt, is ook een gebied van voortdurende NHGRI-investeringen via het Impact of Genomic Variation on Function Consortium.

„MorPhiC vult deze andere inspanningen aan door de impact van menselijke gen-knock-outs op moleculair en cellulair niveau te onderzoeken“, zegt Carolyn Hutter, Ph.D., directeur van de afdeling Genome Science. „Uiteindelijk zullen er katalytische vorderingen komen wanneer we in staat zijn om samen te werken in deze verschillende programma’s.“

Financiering voor fase 1 van het MorPhiC-programma wordt toegekend om de volgende onderzoekers te ondersteunen:

  • Mazhar Adli, Ph.D.
    Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago
    Moleculaire en cellulaire karakterisering van essentiële menselijke genen
  • Luke Gilbert, Ph.D.
    Universiteit van Californië, San Francisco
    Ruimtelijke multiomische mapping van genfunctie met CRISPRoff
  • Danwei Huangfu, Ph.D.
    Sloan-Kettering Instituut voor Kankeronderzoek, New York City
    Centrum voor schaalbare knock-out en multimodale fenotypering in genetisch diverse menselijke genomen
  • Paul Robson, Ph.D.
    Jackson Laboratory, Farmington, Connecticut
    JAX MorPhiC dataproductiecentrum
  • Stephan Schürer, Ph.D.
    Universiteit van Miami
    MorPhiC-gegevensbron en administratief coördinatiecentrum

Het National Human Genome Research Institute (NHGRI) is een van de 27 instituten en centra van de NIH, een agentschap van het ministerie van Volksgezondheid en Human Services. De NHGRI-divisie Intramuraal Onderzoek ontwikkelt en implementeert technologie om genomische en genetische ziekten te begrijpen, diagnosticeren en behandelen. Meer informatie over NHGRI is te vinden op: www.genome.gov.

Over de National Institutes of Health (NIH):NIH, het nationale medische onderzoeksbureau, omvat 27 instituten en centra en is een onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services. NIH is de primaire federale instantie die fundamenteel, klinisch en translationeel medisch onderzoek uitvoert en ondersteunt, en onderzoekt de oorzaken, behandelingen en genezingen voor zowel veelvoorkomende als zeldzame ziekten. Ga voor meer informatie over NIH en haar programma’s naar www.nih.gov.

NIH… Ontdekking omzetten in gezondheid®

###

.

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert