Човек вместо лабораторна мишка

Резултатите от изследванията с гризачи невинаги може да се пренесат върху хора, твърдят учени.

Учените поставиха под съмнение твърдението, че резултатите от изследванията с мишки винаги може да се пренесат върху хора.

Причината за съмненията им е в това, че работата на гените при мишките и човека се регулира различно.

Почти всички открития в биомедицината за благото на хората се правят върху мишки. Върху мишките учените моделират различни човешки болести, изпитват нови лекарства.

Това е най-простият и достъпен модел от всички лабораторни животни – с маймуни е просто невъзможно да се направят масови експерименти, за да се получат статистически значими данни.

Но резултатите от последни изследвания, публикувани в няколко статии в сп. Nature, поставят под съмнение това, че всичко получено на мишки може да се пренесе върху хора.

Международен консорциум от изследователи (Mouse ENCODE Consortium) е представил данни по проекта ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements), тоест енциклопедия от ДНК елементи за мишки.

В този проект са описани регулаторите и превключвателите на работата на гените в генома на мишки. Интересно, че на това ниво с човешкия геном учените са се разбрали по-рано – резултатите от проекта ENCODE за човека са били публикувани през 2012 година.

Секвенирането на генома не е неговата разшифровка, а само прочитане на последователностите на буквите нуклеотиди (A, T, G, C) във веригата на ДНК.

Резултатът от секвенирането е „чертеж“ на устройството, към който не е приложена инструкция, затова не е ясно как работи той.

Да се създаде такава инструкция, или „ръководство за ползване“, е доста по-сложна задача. Именно нея се опитва да реши проектът ENCODE както за човека, така и за мишките.

По набора гени човекът и мишката почти не се отличават. В същото време разликата е налице – за това, че не приличаме на мишки, трябва да сме благодарни на регулаторните елементи на генома, от които зависи какви гени, в какво време и как работят.

Мишките не се явяват наши близки родственици, ние споделяме с тях около половината ДНК – за сравнение нашата ДНК 96% съвпада с тази на шимпанзето.

Макар че, ако вземем само кодиращата част на генома, която носи информация за белтъците, в нея сходството между човека и мишките достига 70%.

Но тази кодираща част е само 1,5% от цялата ДНК. Останалата, която преди смятаха за „отпадъчна“ ДНК, е именно това, в което се рови консорциумът от учени, търсейки злато в този „боклук“ – регулатори на работата на гените.

Изначално учените смятали, че регулаторите, както и кодиращите гени, трябва до определена степен да са консервативни. Оказало се, че не е така. Основният извод, който може да се направи от представените в Nature статии, е това, че много гени на мишки се регулират далеч не така, както гените на човека.

„Дълго време смятахме, че всички изследвания, направени на мишки, може да се пренесат върху човека – казва Бинг Рен, професор от института Лудвиг за изследване на рака към Калифорнийския университет в Сан Диего. – Но това послание невинаги е вярно. Открихме много гени, които се регулират различно при мишките и човека. Тези гени са групирани в определени клъстери – така например към тях се отнася клъстерът на гените на имунната система.“

Използвайки същия набор методи, както и в човешката природа, изследователите анализирали работата на 124 различни типа клетки на мишки в мозъка, сърцето, кръвта, бъбреците, черния дроб и кожата. За тяхно учудване се оказало, че в голям брой от случаите регулаторите на генната активност в едни и същи тъкани на човека и мишката работят различно.

По регулацията на работата на гените различните тъкани на мишките са по-сходни помежду си, отколкото еднаквите тъкани на мишките и човека. Например в клетките на мозъка на мишките работата на гените повече прилича на работата на гените на клетките на стомаха на мишките, отколкото на работата на гените от мозъчните клетки на човека.

Регулацията на гените на мишките и човека може да се различава в детайли, например един и същи регулатор – транскрипционен фактор, може да се намира на различни места генома при мишките и хората.

„Полезният резултат от работата се състои в това, че сега ние знаем къде именно и доколко човек се отличава от мишките, така че можем да отчитаме тези различия.

За едни болести ще се наложи да създаваме нови модели върху други животни, но за други мишките са напълно подходящи“, обобщава Бинг Рен.

В консорциума Mouse ENCODE влизат служители от над 30 научни организации.