BRCA 유방암 검사를위한 CRISPR 게놈 편집 수단

돌연변이가 조기에 발병 한 유방암과 난소 암의 위험을 크게 증가시킬 수있는 유전자 BRCA1과 BRCA2에 대해 1 백만명 이상의 여성이 유전자 검사를 받았다. 그러나 많은 여성들에게 테스트 결과는 모호했습니다. 특정 유전 변이가 무해하거나 암을 유발하는 곳이 명확하지 않기 때문입니다.

BRCA1은 발견 된 최초의 암 발병 유전자 중 하나이며 20 년 이상 연구되어 왔습니다. 이 유전자는 DNA 손상을 치료하는 단백질을 생산하며 그렇지 않으면 종양이 형성 될 수 있습니다. 연구진과 임상의가 발견 된 이후로 BRCA1의 많은 유전 적 변이가 밝혀졌지만 대부분이 암의 위험성을 높이는 유전자의 기능을 손상 시키거나 완전히 무해하다는 것을 알 수는 없습니다.

우리의 연구팀은 개개인의 유전 정보를 사용하여 치료를하는 게놈 의학 분야에서 일하고 있습니다. 우리는 그러한 "불확실한 의미의 변형"이 유전자 검사의 유용성과 유전 의학의 전망을 제한한다는 것을 인식했다.우리는 BRCA1 및 기타 의학적으로 실행 가능한 유전자의 불확실한 변이가 유전 적 테스트가 전체 인구로 확대됨에 따라 기하 급수적으로 증가 할 것으로 예상되므로 문제가 악화 될 가능성이 있음을 알고 있습니다.

한 연구에서, 우리는 CRISPR 게놈 편집을 적용하여이 변이 형의 불확실한 중요성을 해결했습니다. CRISPR은 엄청난 잠재력을 지니고 있습니다. 왜냐하면이 기술로 인해 우리와 같은 연구자가 인간 유전자를 조작 할 수 있기 때문입니다. CRISPR은 DNA에 "편집"하는 매우 구체적인 변경을 허용합니다. 따라서 "게놈 편집"이라는 구절을 사용합니다.

질병을 치료하기 위해 CRISPR을 사용하려는 많은 연구가 있지만,이 돌연변이가 세포에 어떤 영향을 미치는지 연구하기 위해 접시에서 자라는 인간 세포에 특정 돌연변이를 도입하는데도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 유전자가 오작동을 일으키는 지 여부.

우리 연구에서 CRISPR 게놈 편집을 사용하여 인간 세포에서 BRCA1 유전자의 약 4,000 가지 변형체,이 유전자의 가장 중요한 영역의 가능한 모든 변이체를 고의로 설계했습니다. 중요하게도 우리가 사용한 인간 세포의 생존은 BRCA1 유전자의 손상되지 않은 기능에 달려있다. 결과적으로, BRCA1 유전자의 기능을 방해하는 돌연변이를 함유 한 세포는 생존 할 수 없었다. 반면에 BRCA1 유전자의 기능에 아무런 영향을 미치지 않는 돌연변이가있는 세포는 아주 좋았습니다. DNA 염기 서열 분석을 통해 우리는 세포 돌연변이와 세포 생존과 관련된 돌연변이를 추적했다.

우리가 세포 사멸을 일으킨 돌연변이와 암 위험을 증가시키는 것으로 알려진 돌연변이를 비교했을 때 돌연변이가 동일하다는 사실을 발견했습니다. 이것은 우리에게 요리의 세포에서 이러한 변종의 행동이 인간의 암 위험을 예측한다고 말할 수있는 확신을주었습니다.

과학자들이 BRCA1의 변종을 여러 해 동안 테스트하기 위해 실험실 분석법을 사용해 왔지만 우리의 작업은 세 가지 이유로 다릅니다.

첫째, 우리는 이전에 관찰 된 적은 없지만 적어도 수백 명의 살아있는 인간에게 거의 확실하게 존재하는 수천 가지를 포함하여, 지금까지 테스트 된 것보다 훨씬 많은 변종을 테스트했습니다.

둘째, 역사적으로, BRCA1 변이 형은 "컨텍스트 외"에서 추출한 유전자 - 즉, BRCA1 단백질을 발현하는 방식을 조절하는 주변 서열보다는 BRCA1 단백질을 코딩하는 DNA 서열만을 연구했다. CRISPR은 인간 게놈 자체의 돌연변이를 만들고 테스트하는 것을 처음으로 허용합니다.

마지막으로, 유방암과 난소 암의 위험을 증가시키는 지 여부에 대한 좋은 감각을 가진 환자에게서 보이는 수백 가지 BRCA1 변이에 대해 우리의 CRISPR 연구에 근거한 우리의 예측은 거의 완벽하게 정확합니다. 즉, 우리의 분석에서 세포 생존과 양립 가능한 변이 형은 환자에서 양성이며, 우리의 분석에서 세포 생존을 저해하는 변이 형은 암 위험을 초래한다. 이것은 이전에는 관찰 된 적이 없었지만 필연적으로있을 다른 변이 형에 대한 우리의 예측에 대한 확신을줍니다. 특히 점점 더 많은 여성들이이 유전자의 돌연변이에 대해 스크리닝됩니다.

인간 연구에서 유래 된 "황금 표준"데이터와의 강력한 일치 때문에 BRCA1의 해석하기 어려운 변형을 가진 여성에게 더 나은 해답을 제공하기 위해이 결과를 사용할 수 있습니다. 여기에는 암 발병 위험이 높은 여성이 많이 포함되지만 이전에는 유전 테스트에서 놓친 여성이 포함됩니다. 이 여성들에게 그들의 돌연변이가 의미하는 것에 대한 지식은 그들이받는 의료 서비스에 비판적으로 정보를 줄 수 있습니다.

이 기사는 원래 Jay Shendure, Greg Findlay 및 Lea Starita가 진행 한 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.