Alper Demirezen
Giriş
Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’den bilim insanları tek nükleotit polimorfizmlerden (SNP/Single Nucleotide Polymorphism) yararlanarak meme ve prostat kanseri dahil olmak üzere birçok hastalığın yolaklarını tanımlayabilen bir hesaplamalı teknik geliştirdiler. SNP insanlar arasında gözlemlenebilen en yaygın genetik çeşitliliktir. SNP’ler ayrıca bir kişinin hücresinde yer alan DNA moleküllerindeki mutasyon anlamını da taşımaktadır. Bilim insanları geliştirdikleri teknik sayesinde gözden kaçan ya da ihmal edilen yeni yolakların keşfini ve tanımı yapabilmelerini düşünüyorlar.
Saurabh Sinha bilgisayar bilimleri profesörüdür ayrıca IGB (Integrated Genome Browser/Entegre Genom Tarayıcı)’nin Hesaplamalı Genomik (BSD/CABBI/GNDP/GSP) yöneticisidir. Sinha yürütülen bu çalışmada hipoplastik sol kalp sendromu hastalığına dair daha geniş perspektiften baktıklarını değerlendirmiştir. Bu hastalık çocukları etkileyen nadir bir hastalıktır, doğuştan meydana gelmektedir ve spesifik bir tedavisi de yoktur. Mayo Clinic isimli bir klinikte araştırmacılar çocuklardan ve onların ebeveynlerinden izole ettikleri DNA’ları sekanslayıp UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign/ Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign)’deki bilim insanları sadece çocuklardaki mutasyonları belirlediler. Mutasyon analizlerinden sonra araştırmacıların hastalıklardaki yolakların tanımını daha net bir şekilde belirlemek ve ortaya çıkarmak için bir araç geliştirmişlerdir.
Bilim insanları geliştirdikleri tekniğin ismini VarSAN (Varyant Set Annotator) olarak belirlemişlerdir. Bu VarSAN tekniğinde kullanılacak SNP hastalıktaki ilgili etkin yolağın tarifini yaparak ya da tahmin eder. Çalışmaların dizilenmesi doğrultusunda ilgili hastalıkta yolaklarda var olan SNP’ler kullanılmaktadır. Bilim insanları yaptıkları analizlerde en etkili istatiksel sinyalleri yollayan SNP’lere odaklanmışlardır. Elde ettikleri veriler sonunda her bir SNP için deney yaparak önem ihtiva edip etmediklerini kontrol etmişlerdir.
Prof. Sinha çalışmanın esas odak noktası olarak hesaplamalı bir bakış açısı getirdiklerini belirtmiştir. VarSAN tekniğinde yararlanılan algoritmalar genetik çeşitliliği tanımlamak, anlamak ve bu doğrultuda bunu biyolojik bilimlere entegre edip uygulamak esas hedeflerden birisidir. Buna ilave olarak hastalıkla ilişkili genetik kusurların % 90’ı DNA molekülünden şifrelenen protein komponentlerinin kodlamayan kısımlarında meydana gelmektedir. VarSAN teknikğinin geliştirilmesi ve genetik çeşitliliği anlamamız ardından hastalıkların yolaklarını daha iyi bir şekilde belirleyebilmemiz için sergilenen bu yaklaşımın, gelecekte yapılan çalışmalarda kullanılacak olması oldukça yarar sağlayacaktır.
VarSAN hesaplamalı tekniği iki farklı yöntem ile doğrulanmıştır. Prof. Sinha’nın laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi Xiaoman Xie birinci yolda literatür taraması yaptıklarını ancak bu yöntemin öznellik barındırdığını ifade ederek ikinci yol için nesnel bir yol sunmuşlardır.
Sonuç
Nesnel olan ikinci yöntemde araştırmacılar VarSAN’dan elde ettikleri bulguları test edip ispatlamaya çalışmışlardır. Bu bulguların tutarlı olması oldukça önemlidir. Örnek olarak aynı hastalıkta kullanılan hastalıkla ile ilişki iki SNP grubunu algoritma her iki SNP grubu için aynı yolağı tanımlamaktadır. Diğer taraftan iki farklı hastalık için kullanılan hastalık ile ilişkili SNP’lerde algoritma her ikisi için de spesifik yolaklar tanımlayıp, rapor etmektedir. Xiaoman Xie nesnel olan ikinci yöntem için elde ettikleri bulguların tutarlılığını bu şekilde tespit ettiklerini bildirmiştir.
VarSAN araştırma ekibinin yürüttüklerin bu çalışmanın maliyetini Mayo Clinic Bireyselleştirilmiş Tıp Merkezi ve Todd ve Karen Waneck Hipolastik Sol Kalp Sendromu Programı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilmiştir. VarSAN hesaplamalı teknik çalışmasının makalesi Nucleic Acids Research dergisinde yayınlanmıştır.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-09-snps-disease-pathways.html
İleri Okuma İçin; Xiaoman Xie et al, VarSAn: associating pathways with a set of genomic variants using network analysis, Nucleic Acids Research (2021).
Görsel Kaynak: https://naked-science.ru/article/medicine/zamena-odnoy-bukvy-v
Editör: Meryem Melisa KAR