今年早些时候,宣布我们现在可以访问完整的,如膨胀人类DNA序列。它是科学界的重大成就,尤其是令人兴奋的像我这样的研究人员使用大规模基因数据集和先进的分析工具来探索疾病的分子基础。这是一个迷人的区域,我们理解成长每一天。如果我们能发现基因疾病发展和进展,那么我们将会更好地识别高危病人,并制定有针对性、更有效的治疗。
multi-omics的目标
作为我们的基因组计划战略的一部分,我们继续扩大我们的基因组资源来获取更大的遗传多样性,尤其是重点地区的全球历史上被充分研究。我们也在扩大multi-omics理解通过生成额外的数据在同一个人,我们已经有了丰富的数据在他们的基因组学和临床结果。这既增加了效率,研究通过允许我们从因果基因生物学机械的理解和系统生物学得更快,也会增加我们的信心在我们的目标科学决策的里程碑。
这里我总结四个从我们的基因组学研究中心最近的出版物(CGR),许多与我们的学术合作伙伴密切合作来实现。这些封面的一小部分工作我们正在追求开创性的最佳实践,发展新型先进的分析方法,发现新的药物靶点和疾病的途径可能是明天的药品的线索和精密医学策略。
伟大的知识从扩大银行的数据
所以,驾驶我们的新理解基因和疾病中所发挥的作用?基因组学知识近年来呈指数级增长由于测序数据可用性的增加大量链接的电子健康记录。这些庞大的数据集需要探索寻找关键基因疾病之间的联系,表现为临床特征相似,但由于不同的分子机制。不容易和规模是至关重要的,这就是为什么我们设定一个雄心勃勃的目标到2026年二百万基因组分析。我们的基因组计划已经为生物学和疾病提供新的见解帮助我们发现新的罕见的基因变异和为未来的药物潜在的药物靶点。
英国生物库是医学研究人员最伟大的资源之一。每个个体在生物的遗传结果的许多代——每个影响选择性力量,适应新环境和随机的基因突变。
使用英国生物库,我们可以样品成千上万的个人和匹配他们的基因图谱成千上万的健康结果通过电子健康记录,自我报告的结果,成像,生物化学,和更多。它开辟了前所未有的基因组学和医学研究。
英国生物库的数据集和其他最近的基因多样化的人群让我和我的同事们,在我们的CGR,在映射取得重要进展的遗传原因的一系列疾病。2021年8月,我们英国生物库测序一个里程碑的论文发表在自然提供新的见解,因果生物学的一些常见疾病,帮助加快新型治疗靶点的识别验证的人类遗传学。1最近,我们的CGR发表了三个进一步高影响力论文推进我们对基因组学和提供新知识的理解为什么有些人可能比其他人更容易受到某些慢性疾病。
让克隆造血作用的影响
克隆造血作用(CH)——当一个造血干细胞复制相同的基因突变,是一种最广泛研究的细胞突变。自发突变被认为与衰老有关,但人们很少知道原因,CH的生物学基础和影响。2
我们的新研究发表在自然遗传学使用全基因组分析英国生物库的421000人深入的遗传基础CH。它提供了重要的新疾病的见解,识别一些基因变异和多个新的生殖系基因座与CH的风险增加有关。这也表明,吸烟和更长的端粒长度都是因果关系在以后的生活中形成CH的危险因素。3
我们的下一个研究目标是识别这些基因突变如何预测慢性疾病发展,特别是炎性疾病。我们的研究表明,遗传易感性CH增加一个人患血液癌症的风险,如骨髓增殖性肿瘤(一种罕见的骨髓疾病),明确非恶性肿瘤,心血管疾病,如心房纤颤(不规则心跳),以及鼓励过早老化。3
通过扩大我们的知识分子的司机这些CH基因突变的背后,我们希望确定个体倾向于慢性疾病和预先了解炎症的机制(inflammasomes)可以表现为疾病。
这是最大的系统研究基因的克隆造血作用。它能增强我们对遗传易感性的基础的理解这一现象及其发病机理提供了新的见解及其对人类健康的影响和老化。我们开始我们的科学发现之旅更加了解遗传机制推动克隆造血作用和精密医学策略中扮演的角色可能在预防其对人体健康的负面影响。
新的遗传线索危及生命的肺部疾病特发性肺纤维化
图片来源:地中海拱形病理学实验室.2012;136 (6):591 - 600。图片由理查德•韦伯。
另一个面积相当大的未满足的需求,我们正在积极探索基因组学是特发性肺纤维化(IPF),一种慢性、进行性肺病导致疤痕(纤维化)肺、呼吸衰竭和死亡。4
多年来,科学界一直寻求更好地理解这种威胁生命的疾病。尽管大量的研究工作,目前可供选择的治疗方法有遗憾的是一些病人和这些只减缓病情发展而不是最终改变长期预后。
我们的最新发表的研究美国呼吸和重症监护医学杂志》上提供了一个新的线索IPF的潜在遗传病因。减少的表达KIF15基因曾被证明是与各种不同类型的纤维间质性肺疾病。5
我们的研究证实,罕见的和常见的基因变异KIF15增加一个人的基因易感性IPF减少KIF15蛋白表达,减少细胞增殖。此外,小说的研究进一步凸显了我们之前发现的机制,我们认为可以在一些病人是IPF的基础,扩大在我们发现IPF的基因SPDL1(细长的)和叔,并提供潜在的新的探索途径。6、7
这是最大的外显子组测序在IPF,帮助研究人员识别小说基因目标和发现潜在的药物可能地址新疾病途径的候选人。理解IPF的潜在生物学可能改善患者的治疗效果和延长寿命的关键这一疾病的重大的未满足的需求。
狩猎基因利用生物指纹的相似性
基因与共享生物标志物模式通常以相似的方式表现和对人类疾病可能有类似的影响。这非常有助于研究人员进行药物发现实验时,特别是某些基因被认为是“困难的目标”或无药可治的。
我们CGR已经开发了一个新的工具,称为Gene-SCOUT(从连续特征Gene-Similarity)利用数据从500000年人类序列识别基因具有类似协会根据生物标志物概要文件共享。发现最近发表在核酸的研究透露,这部小说工具可以更准确地找到基因具有相似的临床特征与现有的方法。8
Gene-SCOUT遗传研究打开新的可能性,帮助科学家确定其他基因具有类似特征,可能更适合药物开发的目标。
来源:米德尔顿L,等。核酸的研究。2022;50:4289 - 4301。
帮助全球疾病进展的理解和药物发现,至关重要的是我们继续合作和分享我们的科学知识。作为这一承诺的一部分,我们已经有了Gene-SCOUT免费作为web资源,甚至帮助推动了科学探索的地方基础设施和资源可能不支持大规模基因组分析承担。增强基因的理解将有助于使最伟大和最快速的全球影响的疾病。
我们应用人工智能和机器学习与基因组学回答一些最棘手的医疗问题。Gene-SCOUT是一个复杂的和更准确的基因指纹验证方式为我们的精密医学策略有重要意义。如果我们能更好地理解潜在的和相互联系的疾病生物学,我们也许能够识别替代目标感兴趣的基因的机会,拓宽未来治疗的可能性。
利用基因组学和精密医学创新研发
激动人心的时刻即将来临!我们深入了解复杂的慢性疾病的生物学,基因组数据的使用巨大的网络来探索和揭示小说的见解。有了这些知识,我们将能更好地识别个体患某种疾病的风险,早些时候,在未来发现重要的新的治疗方法。
基因组学是我们研发现在不可或缺的一部分,和超过90%的管道使用一种精密医学的方式。通过人类遗传学中心我们的药物发现,我们希望加快发展,并最终改善患者的治疗方法和成果质量。
