Ny metode kan afsløre, om du har farligt mange gener

Menneskets arvemasse består af tusindvis af gener. Hvert gen koder for en bestemt funktion i kroppen.

For eksempel er det vores gener, som fortæller cellerne, hvordan de skal lave den brune eller blå farve i vores øjne.

På samme måde er det bestemte gener, som styrer den naturlige celledeling i kroppen, mens andre gener sørger for, at celledelingen begrænses, så en gruppe celler ikke pludselig begynder at dele sig uhæmmet.

Normalt har et menneske to kopier af hvert gen – en kopi fra faderen og en kopi fra moderen. Men forandringer i arvemassen kan betyde, at nogle gener har mistet deres makker, mens andre gener måske optræder i mere end to eksemplarer.

Og det kan have betydning for udviklingen af genetiske sygdomme og kræft (Læs i boksen under artiklen, hvordan for mange eller for få gener kan give kræft).

Ved hjælp af en analyse af vores geners naturlige aktivitet på kryds af 77.840 prøver fra forskellige væv og celletyper har forskere fra Groningen Universitet i Holland i samarbejde med danske forskere udviklet en ny metode, som gør det meget nemmere at opdage, om man har for mange eller for få gener. Deres resultater er publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift, Nature Genetics.

»Det her er en ny måde, hvorpå du kan finde ud af, om nogle personer har små steder i deres genom, som er blevet dupliceret, eller som mangler hos dem,« forklarer postdoc på Broad Institute of Harvard University and MIT i Boston, USA, Tune Pers.

Han er ph.d. fra Center for Biologisk Sekvensanalyse på DTU, og han har samarbejdet med forskerne fra Holland om kortlægningen af genernes naturlige aktiviteter.

Måling af opskrifter på proteiner

For at forstå hvordan en kortlægning af genernes aktivitet kan gøre det nemmere at opdage farlige variationer i antallet af gener, er vi nødt til først at forstå, hvordan generne egentlig arbejder.

»Populært sagt, kan vores arvemasse, generne, betragtes som en slags opskriftsamling. Hvert gen er en opskrift på et bestemt protein,« forklarer ph.d. på Center for Biologisk Sekvensanalyse på DTU, Henrik Bjørn Nielsen, som ikke har været involveret i det nye studie.

Opskriften skal bruges af de enkelte celler til at lave proteiner og andre biologiske molekyler.

Når et gen skal give cellen besked på at lave et bestemt protein, så laver genet en kopi af sig selv – kaldet RNA.

Cellen har nogle proteinfabrikker, kaldet ribosomer, som kan aflæse RNA’et og lave det protein, som der står i opskriften. Herefter er det proteinet, som udfører den funktion, cellen har brug for – for eksempel at danne det brune pigment i øjet eller at få cellerne til at dele sig eller at holde op med at dele sig.

Alle processer i kroppen er styret af proteinerne, som laves ud fra det RNA, som er en kopi af DNA’et.

Ved at måle mængden af RNA i for eksempel en blodprøve, kan man få en idé om, hvor aktivt et bestemt gen er. Hvis der er særligt meget RNA fra et bestemt gen, kan det være et tegn på, at denne person har flere kopier af det gen.

Hvis man for eksempel har for mange kopier af det gen, som giver cellerne besked på at dele sig, kan det øge risikoen for at udvikle kræft, hvor cellerne netop deler sig uhæmmet.

Naturlig variation i genernes arbejde

Mængden af RNA i kroppen vil variere, afhængigt af hvad tid på dagen det er, hvad man har spist, om man er sulten eller gravid eller træt, om man har løbet en tur og så videre.

Dette kunne kaldes naturlig variation.

Forskerne på Groningen Universitet har gennem deres kæmpe datasæt kortlagt denne naturlige variation i mængden af RNA.

»Ved at bruge denne metode kan du fremadrettet så at sige rense for eksempel en blodprøve for al naturlig variation i mængden af RNA. Og dermed nemt få øje på, at et gen enten er for aktivt og dermed optræder i flere kopier end to, eller at det er for inaktivt, og at personen dermed kun har en kopi af genet,« forklarer Tune Pers.

Ifølge Tune Pers er denne metode både billigere og nemmere at bruge end de metoder, man bruger i dag til at opdage for mange eller for få kopier af et gen.

Det er Henrik Bjørn Nielsen fra DTU i princippet enig i, dog med visse forbehold.

»Det er et rigtig fint stykke arbejde og utrolig spændende grundforskning. De fanger hele den naturlige variation i genernes udtryk. De er i stand til at forudsige funktioner for gener, man ikke tidligere har kunnet forudsige, men udviklingen inden for DNA sekvensering har næsten overhalet det. De nyeste teknologier til kortlægning af DNA er lige så gode som det her. Og snart er de billigere« påpeger han.

Perspektiver på udvikling af kræftmedicin

Henrik Bjørn Nielsen vurderer dog, at det enorme datasæt giver nogle andre perspektiver og muligvis vil gøre det nemmere at opdage genfejl, som kan føre til kræft.

Forskerne har nemlig brugt den nye metode til at analysere 16.172 prøver fra menneskelige kræftsvulster, og derigennem fået øje på flere gennemgående genvariationer ved et bredt udsnit af kræfttyper – brystkræft, blærekræft, leukæmi, prostatakræft m.fl. – alle har genvariationer med for mange eller for få kopier af bestemte gener.

»Når du ved, hvilket gen som er overaktivt, og når du ved, hvilket protein dette gen koder for, så giver det dig potentielt nye muligheder for udvikling af medikamenter, som nedregulerer netop det gen, eller netop det protein som genet er en kode på,« forklarer Tune Pers.

For eksempel har forskerne fundet frem til, at personer med brystkræft typisk har fem kopier af et bestemt gen.

»Dette arbejde er en glimrende demonstration af, hvor nyttigt det er at integrere data på tværs af tusindvis af individer og understreger, at analyser af så store mængder af data i stigende grad kan revolutionere vores forståelse af biologi og sygdom. Gennembrud som dette kommer der til at være mange af i den nære fremtid,« vurderer Tune Pers.