Новые данные были представлены на V Международной конференции ПОСТГЕНОМ 2018 "В поисках моделей персонализированной медицины".

Проект, рассчитанный на 5 лет, является, по сути, первой геномной консорциумной инициативой, лидером в которой выступает российский коллектив (Казанский федеральный университет) и призван сформировать так называемую базу данных скелетных мышц человека и приматов (на основе изучения активности регуляторных элементов генома) для разработки новых генотерапевтических подходов.

На конференции проект был презентован совместной научно-исследовательской лабораторией КФУ и японского исследовательского института РИКЕН (Олег Гусев, Йошихиде Хаяшизаки). Также в проекте задействована научная группа Вашингтонского университета под руководством Игоря Ефимова.

По словам сотрудника НИЛ «Экстремальная биология» (КФУ-РИКЕН) Руслана Девятиярова, задача проекта – сформировать "атлас", так называемую базу данных скелетных мышц человека и приматов на основе изучения активности регуляторных элементов генома. Такой проект сделает значительный вклад в более глубокое понимание основ генетической регуляции мышечных патологий, в т.ч. для разработки новых генотерапевтических подходов, фундаментальных механизмов работы мышц и комплексные подходы в генодиагностике мышечных патологий.

Проект бы официально анонсирован КФУ и РИКЕН в прошлом году, и важной его частью стали совместные исследования между исследовательскими центрами России и США, завязались контакты после конференции КФУ-RASA (Russian-speaking Academic Science Association – организация, созданная 10 лет назад в США исследователями, уехавшими из России).

Тогда исследовательские группы нашли общий интерес. В Вашингтонском университете заинтересованы в понимании генетических механизмов работы сердца в случае различных патологий, а лаборатория КФУ-РИКЕН начинала реализацию идеи большого проекта MUSCLE-FANTOM. MUSCLE-FANTOM - международный проект, реализуемый по инициативе российской стороны со стороны КФУ, является продолжением серии FANTOM по исследованию регуляторных элементов геномов млекопитающих.

FANTOM был основан как международный исследовательский консорциум доктором Хаяшизаки и его коллегами в 2000 году с целью функционального аннотирования полноразмерных кДНК, которые были собраны в ходе проекта The Mouse Encyclopedia в научном центре RIKEN. С тех пор FANTOM стал самостоятельным и развитым проектом, который затрагивает разные сферы анализа регуляторных элементов генома. MUSCLE-FANTOM изучает регуляторные элементы мышечной ткани.

По словам исследователей, в проекте ФАНТОМ часто используется метод CAGE (кэп-анализ экспрессии генов, используемый в молекулярной биологии) для определения точки начала транскрипции генов. Метод CAGE – непревзойденный способ идентифицировать регуляторные участки. С помощью CAGE уже были идентифицированы промоторы отдельных тканей, клеток человека, мыши, дрозофилы и других модельных организмов.

«В Вашингтонском университете занимаются гипертрофией сердца. Их заинтересовал метод CAGE, который мы используем. Мы показали, что этот метод работает в их случае, - подчеркнул Руслан Девятияров. - Население развитых стран стареет – это проблема для Европы, и особо заметна в Японии; в результате нагрузка на молодых людей возрастает, мышцы теряют процент мощности ежегодно. Мы можем программировать мышечные клетки, если знаем транскриптомные факторы для этих типов клеток, знаем, какие факторы добавить к клеткам, чтобы программировать их. Для того чтобы провести успешное программирование, нам нужно больше данных, необходимо составить базу данных, как мы называем, "атлас". В проект MUSCLE-FANTOM войдет огромное количество типов мышц.

Когда Игорь Ефимов задался вопросом, можно ли вернуть мышечные клетки сердца к их прежнему состоянию, мы попробовали применить метод на здоровых сердцах и показали, что у этого локального проекта есть большой потенциал. Так, в своих предварительных результатах мы в очередной раз нашли подтверждение идеи о консорциумном подходе в проекте FANTOM Muscles».

По словам исследователя, гипертрофия сердца – только одна из проблем, потенциально подходящих для решения в проекте MUSCLE-FANTOM. Ученые заинтересованы в изучении болезни Стивена Хокинга – боковой амиотрофический склероз (БАС). Дело в том, что при БАС поражаются все мышцы, кроме лицевых, несмотря на то, что все они относятся к одному типу скелетных мышц. Исследователи планируют выяснить, какие есть особенности у лицевых мышц с точки зрения работы генома. Этот аспект проекта реализуется в тесной коллаборации с группой Игоря Адамейко (Каролинский институт). До конца года ученые планируют получение первых данных по CAGE-профилированию более 20 типа скелетных мышц макак, что также стало возможным при активном содействии института РИКЕН. Проект рассчитан на 5 лет и является, по сути, первой геномной консорциумной инициативой, лидером в которой выступает российский коллектив.