Войти
| Тип | Исследовательский центр геномики |
|---|---|
| Промышленность | Медицинские исследования |
| Основана | 2006 |
| Штаб-квартира | Филадельфия, США |
| Обслуживаемая территория | США |
| Ключевые люди | Хакон Хаконарсон, директор |
| Количество сотрудников | 89 |
| Родитель | Детская больница Филадельфии |
| Веб-сайт | http://www.caglab.org |
Центр прикладной геномики - это центр внимания Детская больница Филадельфии, основная цель которой - открытие и применение результатов фундаментальных исследований в медицинских инновациях.
Центр является одним из крупнейших в мире центров генетических исследований и аналитики. Это первичный центр педиатрической больницы с доступом к современной высокопроизводительной технологии генотипирования и обработкой генетических образцов от более чем 100 000 человек.
Центр ориентирован на выявление генетических причин некоторых из наиболее распространенных детских болезней, включая (но не ограничиваясь) астму, ожирение, СДВГ., аутизм, диабет, воспалительное заболевание кишечника, эпилепсия, шизофрения и педиатрия рак, все из которых, как считается, связаны с множеством взаимодействующих генов в организме.
Миссия Центра прикладной геномики состоит в разработке новых и более эффективных способов диагностики и лечения детей, страдающих сложными заболеваниями. Центр является специализированным специализированным центром детской больницы Филадельфии, основной задачей которого является преобразование результатов фундаментальных исследований в медицинские инновации.
Наша цель - выявить генетические причины наиболее распространенных детских болезней, включая астму, аутизм, диабет, эпилепсию, ожирение, шизофрению и детский рак. В конечном итоге наша цель - создать новые диагностические тесты и направить врачей к наиболее подходящим методам лечения.
Центр является одной из крупнейших в мире программ генетических исследований и ведущим центром педиатрической больницы, обеспечивающим широкий доступ к современной высокопроизводительной технологии генотипирования.
Центр прикладной геномики - это специализированный центр детской больницы Филадельфии. Несмотря на высокую наследственность, генетические корреляты синдрома дефицита внимания / гиперактивности (СДВГ) ) было трудно точно определить. В 2009 году исследователи Центра прикладной геномики определили варианты числа копий как потенциальную причину расстройства. CNV - это относительно большие сегменты хромосом, в которых ДНК была удалена, дублирована или перестроена. Группа обнаружила 222 CNV, которые чаще встречались у людей с СДВГ, чем у неродственных здоровых людей. Эти CNV имели тенденцию концентрироваться в областях, которые ранее были связаны с другими нарушениями развития нервной системы, включая аутизм, шизофрению и синдром Туретта. Они также имеют тенденцию возникать в генах или рядом с ними, которые, как известно, важны для обучения, передачи синапсов и развития нервной системы. Эта статья была одной из первых, в которой CNVs была определена как генетическая причина СДВГ, и была важна для идентификации ранее не связанных генов.
Астма - сложное заболевание, имеющее генетические и экологические причины. От него страдают более 6% детей в развитом мире (Fanta, 2009). Гены-кандидаты астмы трудно определить из-за их сложности. В 2010 году Центр опубликовал полногеномное ассоциативное исследование 3377 детей с астмой и 5 579 здоровых детей. Этот тип исследования позволяет исследователям изучать генетические вариации во всем геноме человека и сравнивать вариации между затронутыми и незатронутыми группами. Они обнаружили область на хромосоме 17 и ранее несвязанную область на хромосоме 1, которые сильно коррелировали с предрасположенностью к астме. Область в хромосоме 1 была особенно связана с астмой у детей африканского происхождения и содержит ген DENND1B, который экспрессируется естественными клетками-киллерами - критическим компонентом иммунной системы. Нацеливание на ген DENND1B может быть многообещающим направлением для будущего лечения астмы.
Хотя исследования близнецов показывают, что РАС передаются по наследству, специфические гены идентифицировать сложно. В 2009 году Центр провел полногеномное ассоциативное исследование на группе из 780 семей (3101 человек) с пострадавшими детьми, второй группе из 1204 пострадавших лиц и 6491 контрольной группе, все из которых имели европейское происхождение.. Сравнивая вариации геномики между группами, исследователи во главе с Каем Вангом идентифицировали шесть генетических маркеров между двумя конкретными генами, которые подтвердили предрасположенность к РАС. Это было первое исследование, продемонстрировавшее значимую для всего генома ассоциацию такого рода. Два гена, кадгерин 10 и кадгерин 9, представляют собой липкие молекулы, которые помогают нейронам связываться друг с другом. Они играют важную роль в развитии нервной системы и могут помочь нам понять невропатологию аутизма.
В 2009 году Центр опубликовал вторую статью в журнале Nature, в которой были определены вариации числа копий (CNV) как важные генетические особенности аутизма. Группа под руководством Джозефа Глесснера исследовала 859 больных аутизмом и 1409 здоровых детей европейского происхождения. В группе аутизма было значительно больше CNV на генах или рядом с ними, которые ранее были связаны с этим расстройством. Кроме того, они идентифицировали несколько новых генов восприимчивости в сетях убиквитина, которые были связаны с группой аутистов. Убиквитины - это небольшие белки, которые помогают разрушать ненужные или поврежденные белки. Повреждение убиквитиновых сетей теоретически может вызывать неврологические изменения, которые могут лежать в основе аутизма, и являются важным направлением для будущих исследований этого расстройства.
Центр прикладной геномики был в авангарде исследований генетических причин ряда видов рака и оказал большое влияние на наше понимание того, как возникает рак.
Нейробластома - это тип рака, который чаще всего встречается у детей и поражает симпатическую нервную систему (часть нервной системы, которая помогает контролировать наши органы). Часто приводит к летальному исходу. В 2008 году группа Центра в сотрудничестве с Maris Lab Детской больницы Пенсильвании опубликовала первую из трех важных статей о генетических причинах нейробластомы. Они провели полногеномное ассоциативное исследование, сравнив геномы 1032 пациентов и 2043 контрольных. Исследователи обнаружили значительную связь между нейробластомой и областью хромосомы 6.
В 2009 году Центр продолжил это открытие, проведя еще одно общегеномное исследование ассоциации, в котором участвовали 397 человек из группы высокого риска. группа нейробластомы. Они определили область на хромосоме 2 на гене BARD1 или рядом с ним, который, как было установлено, регулирует рост клеток и подавляет опухоли. Эти данные показывают, что общая вариация в гене BARD1 способствует развитию агрессивной нейробластомы - наиболее клинически важной формы заболевания.
В 2009 году Центр внес еще одно исследование, в котором вариации числа копий (CNV) являются потенциальной причиной. нейробластомы. CNV - это сегменты ДНК, состоящие из удаленного, дублированного или перестроенного генетического материала. Они идентифицировали CNV на хромосоме 1, которая связана с заболеванием. Он вел себя аналогично классу генов, известному как гены семейства нейробластомных точек останова (NBPF), и, таким образом, был вовлечен в качестве ранее неизвестного члена гена точки останова нейробластомы. Это исследование было первым исследованием CNV зародышевой линии при любом раке.
Рак яичек является наиболее распространенной формой рака у мужчин в возрасте от 15 до 34 лет, но также достигает пика в младенчестве и пожилом возрасте. В 2009 году, в сотрудничестве с лабораторией Натансона при Университете Пенсильвании, Центр опубликовал результаты полногеномного ассоциированного исследования, в ходе которого были изучены геномы 227 пациентов с половыми клетками яичка. опухоли и 919 контролей. Они определили область на хромосоме 5 как основной фактор риска заболевания, которая находилась в области гена SPRY4. Определенная копия этого гена связана с 40% большей вероятностью рака яичек. Еще более поразительно то, что они идентифицировали область в хромосоме 12 в гене под названием KITLG. Пациенты с определенной формой гена KITLG гораздо чаще болели раком яичек - каждая копия генной формы увеличивала риск рака яичек в три раза. Это один из самых больших эффектов при раке.
Болезнь Крона (БК) является одной из двух основных форм воспалительного заболевания кишечника (другой - язвенный колит ). Он влияет на желудочно-кишечный тракт и может вызвать боль, диарею и рвоту, а также может привести к значительной потере веса. Генетические ассоциации CD остаются неуловимыми. В 2008 году Центр впервые разработал альтернативную стратегию изучения расстройства, сосредоточив внимание на возрасте начала. С этой целью они провели полногеномное ассоциативное исследование 1011 человек с ВЗК с педиатрическим началом и 4250 контрольных групп. Исследователи идентифицировали и воспроизвели две ранее неизвестные области на хромосоме 20 и хромосоме 21, которые предсказывали ВЗК у детей. Эти области были расположены рядом с генами TNFRSF6B и PSMG1 соответственно. Считается, что первый из этих генов тесно связан с биологией ВЗК.
В следующей статье Центр применил анализ путей, чтобы сосредоточить внимание на нескольких областях генома, которые могут взаимодействовать друг с другом, вызывая болезнь Крона. Исследователи под руководством Кая Ванга определили связь между CD и сетью из 20 генов. Сеть содержит множество интерлейкинов - белков, которые являются важными компонентами иммунной системы. Многие гены этого пути не коррелировали достоверно с CD независимо. Однако при совместном анализе сеть генов действительно значимо ассоциировалась с заболеванием. Это открытие представляет собой важное доказательство принципа как первую демонстрацию силы подхода к пониманию геномики человека.
В 2009 году Центр также опубликовал полногеномное ассоциативное исследование воспалительных заболеваний кишечника (болезнь Крона и язвенный колит) у 3426 больных и 11 963 генетически сопоставимых контрольных группы. Исследователи идентифицировали пять новых областей, связанных с ранним началом ВЗК, и обнаружили ассоциации в ряде локусов, ранее участвовавших в развитии ВЗК у взрослых. Это является важной демонстрацией тесной генетической взаимосвязи между ВЗК с ранним и взрослым началом.
Шизофрения - сложное заболевание, которым страдает около половины населения мира. Как правило, первые симптомы шизофрении проявляются в подростковом возрасте. В общегеномном исследовании ассоциации 1735 пациентов с шизофренией и 3485 здоровых взрослых Центр идентифицировал вариации числа копий как потенциальную причину расстройства. В группе больных шизофренией исследователи обнаружили CNV рядом с генами CACNA1B и DOC2A, оба из которых обеспечивают передачу сигналов кальция, которые важны для нейротрансмиссии в головном мозге. Они также идентифицировали CNV рядом с генами RET и RIT2, которые, как известно, участвуют в развитии мозга. Ранее было обнаружено, что некоторые из областей, связанных с шизофренией, связаны с аутизмом и СДВГ. Это является убедительным свидетельством того, что многие психические расстройства имеют схожие особенности развития нервной системы.
Диабет 1 типа у детей возникает в результате аутоиммунного разрушения клеток поджелудочной железы, что приводит к недостаточной выработке инсулина. Это смертельно, если не лечить инсулином. В 2007 году исследователи провели общегеномное ассоциативное исследование в большой педиатрической группе, которое выявило ранее неизвестную связь между диабетом 1 типа и генетической вариацией на хромосоме 16. Эта область содержит KIAA0350, генный продукт которого, как предполагается, представляет собой сахар. -связывающий белок. Последующие исследования (например, Concannon et al., 2008) подтвердили связь между этим геном и диабетом 1 типа, и наша группа в настоящее время участвует в исследовании повторного секвенирования в этой области. Эта статья была опубликована в журнале Nature [гиперссылка на]
Центр использует микроматрицы для выполнения анализа всего генома. зонды. Они позволяют исследователям проверять геном человека на наличие огромного количества генетических маркеров, называемых однонуклеотидными полиморфизмами (SNP). SNP возникает, когда ДНК двух людей в популяции отличается на один нуклеотид. Например, у одного человека может быть «А» в определенной позиции, а у другого человека может быть «С». Это может повлиять на белок, кодируемый последовательностью ДНК (ген), и увеличить риск гена.
Связь обычно означает, что SNP значительно чаще встречается в группе пациентов, чем в контрольной. Как только исследователи узнают местоположение SNP, который чаще встречается в группе, они могут исследовать последовательность ДНК, из которой он происходит. Таким образом они могут проверить, является ли он частью гена или близок к нему. Центр может одновременно сканировать геном на наличие тысяч этих ассоциаций одновременно - это называется мощная методология. В Центре исследователи обследовали более 100 000 человек.
Люди также могут различаться по количеству копий каждого гена у человека. Эти различия называются вариантами количества копий. Редкие изменения в хромосоме могут привести к получению или потере копии. Дублирование происходит при получении фрагмента ДНК - во время копирования или когда гены перетасовываются при зачатии. Тот же процесс может вызвать делецию, при которой теряется фрагмент ДНК. Делеции и дупликации более 1000 нуклеотидов называются вариантами числа копий (CNV).
Центр оснащен системой Illumina BeadArray и использует аналитические методы Infinium и GoldenGate. Оборудование центра включает несколько аппаратных систем Tecan и сканирующие приборы с интегрированной системой управления лабораторной информацией (LIMS). Он использует несколько модулей генотипирования из Affymetrix, что добавляет гибкости внутренним и совместным проектам для проведения исследований на любой платформе.
Координаты : 39 ° 56'51 ″ с.ш., 75 ° 11'44 ″ з.д. / 39,94745 ° с.ш., 75,19549 ° Вт / 39,94745; -75.19549
