Tietokoneohjelma ennustamaan geenivariaatioiden liittymistä sairauksiin

LUNDIN ja TAMPEREEN YLIOPISTOT TIEDOTTAVAT 21.5.2012

Nykyisillä tehokkailla geenien sekvenssointimenetelmillä kyetään nopeasti tuottamaan laajoja tietoaineistoja. Pullonkaulaksi onkin muodostunut, mitä saatu informaatio tarkoittaa ja mm. millä variaatioilla (mutaatioilla) on lääketieteellistä merkitystä ja mikä tieto on täysin merkityksetöntä. Tutkijat Suomessa ja Lundin yliopistossa Ruotsissa ovat kehittäneet tietokoneohjelman, joka voi suorittaa aineiston ensimmäisen seulonnan.

Tavanomainen geenianalyysin menetelmä on kartoittaa yksittäisten nukleotidien polymorfismeja eli ns. snipsejä (single nucleotide polymorphisms). Ihmisellä on arvioitu geneettisessä koodissaan olevan noin 20 000 kohtaa, jotka vaikuttavat koodattavaan valkuaisaineeseen. Kaikkien näitten variaatioitten vaikutusta ei ole mahdollista tutkia
laboratoriossa, sillä se veisi liian paljon aikaa ja resursseja.

- On kuitenkin mahdollista arvioida niiden vaikutusta proteiiniin, jota kyseessä oleva geeni koodaa. Proteiinin rakenne saattaa muuttua, tai vaikutus voi ilmetä stabiilisuudessa, tai proteiini pysty toimimaan entsyyminä tai reseptorina oikein, sanoo Mauno Vihinen, lääketieteellisen rakennebiologian professori Lundin yliopistossa.

Mauno Vihinen on kollegoineen kehittänyt tietokoneohjelman, joka yhdistää viisi erilaista tapaa ennustaa variaatioiden vaikutuksia proteiineissa eli valkuaisaineissa. Ohjelmalle on annettu nimi PON-P (Pathogenic-or-Not-Pipeline).

Ohjelmaa on testattu esimerkiksi pahanlaatuisen melanooman variaatioilla. PON-P seuloi 17 geenivariaatiota, joiden se arvioi olevan vahingollisia proteiineille, joita kyseessä olevat geenit koodasivat. Tulos on samansuuntainen kuin aiemmin laboratoriossa tutkituilla melanoomasoluilla: nyt nimetyistä 17:sta variaatiosta yhdeksällä oli jo osoitettu kirjallisuudessa olevan osuutta sairauden synnyssä.

Syöpäkasvainten genomit ovat hyvin yksilöllisiä eri potilailla. Jotta myös hoito olisi yksilöllistä, terveydenhuollon on nopeasti saatava yleiskuva jokaisen potilaan vahingollisista geenimuutoksista.

PON-P on vapaasti saatavilla osoitteessa http://bioinf.uta.fi/PON-P/. Mauno Vihisen mukaan ohjelma on tässä vaiheessa tarkoitettu ensisijaisesti tutkimuskäyttöön, mutta se soveltuu myös tiettyihin  kliinisiin tarkoituksiin.

- Ajatuksena ei ole, että diagnoosiin päästäisiin vain käyttämällä PON-P:tä. Sitä pitää käyttää yhdessä muiden menetelmien kanssa. Mutta meidän käsityksemme on, että ohjelma voi tarjota hyödyllisen ensiaskeleen, sanoo Mauno Vihinen.

Ohjelmaa käsittelevä artikkeli on julkaistu Human Mutation -lehdessä http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/humu.22102/pdf

Mauno Vihiseen voi ottaa yhteyttä puhelimella +46 725 260 022 tai
mauno.vihinen@med.lu.se

Professori Mauno Vihinen on kehittänyt ohjelmaa Tampereen yliopiston biolääketieteeellisen teknologian yksikössä, Tampereen yliopistojen yhteisessä biotieteiden ja lääketieteellisen teknologian BioMediTech-tutkimuslaitoksessa sekä Lundin yliopiston kokeellisen lääketieteen  laitoksella. Työhön ovat lisäksi osallistuneet tutkijat Ayodeji Olatubosun, Jouni Väliaho, Jani Härkönen ja Janita Thusberg Tampereelta.