Ученые ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН научились выявлять генетические мутации с помощью светящихся белков. Об этом сообщает группа научных коммуникаций центра. Метод позволяет провести диагностику быстро и точно, не требует дорогостоящего оборудования или специальных навыков персонала. Для проверки метода ученые вместе с коллегами из нескольких организаций Красноярска, Новосибирска и Москвы провели поиск мутаций в генах, отвечающих за синтез пигментов меланинов, повышающих риск возникновения меланомы. Результаты исследования опубликованы в журнале Talanta.

Если у вас рыжие волосы и светлая кожа, лучше не злоупотреблять длительным нахождением на солнце – высок риск меланомы. Это один из наиболее агрессивных видов рака с непредсказуемым и зачастую стремительным развитием. Ежегодно в мире диагностируется более 200000 случаев меланомы. Чуть больше пятидесяти лет назад ученые обнаружили, что риск заболеть меланомой передается по наследству. Значит, у людей есть генетическая предрасположенность к такой форме рака.

Меланома чаще наблюдается у людей со светлой кожей, рыжими волосами и большим количеством веснушек. Цвет волос, пигментация и окраска кожи зависят от работы генов, регулирующих синтез пигментов меланинов. Ученые обнаружили несколько десятков вариантов одного из таких генов – рецептора меланокортина. При определенных изменениях в своей структуре этот ген не способен запускать синтез темного пигмента эумеланина, тогда как образование красного пигмента феомеланина продолжается. Для носителей таких мутаций риск заболевания меланомой повышен.

Коллектив ученых из Красноярска, Москвы и Новосибирска оценил риск возникновения меланомы по наличию ряда мутаций в гене рецептора меланокортина. С помощью светящихся белков они фиксировали отличия в гене здоровых и больных меланомой людей. Пациенты с диагнозом меланома чаще, чем здоровые люди, имели две из пяти исследуемых мутаций. Исследование показало, что разработанный способ поиска вариаций в генах пригоден для проведения подобных исследований, обеспечивая быстрое и надежное генотипирование.

«Задача поиска мутаций, связанных с определенными заболеваниями, крайне актуальна. Разработанная нами технология оценки частоты мутаций с помощью биолюминесцентных меток может применяться для любого гена и любой мутации. Главное, что это можно сделать быстро, просто и для большого количества образцов», – пояснила один из авторов исследования кандидат биологических наук, инженер Института биофизики СО РАН Евгения Башмакова.

Для разработки метода ученые использовали созданную ранее систему двухканальной биолюминесцентной диагностики. В ее основе, светящийся белок обелин, выделенный из собранного в Белом море гидроидного полипа Obelia longissima. С помощью кишечной палочки, которой был «вживлен» необходимый для синтеза обелина ген, ученые научились получать этот белок в лаборатории. Затем ученые создали варианты обелина с измененными параметрами свечения. На основе двух белков, излучающих фиолетовый и зеленый свет, и была создана система по определению одиночных мутаций.

В работе использовали образцы крови почти двух сотен больных меланомой и такой же группы здоровых людей. При оценке риска меланомы были исследованы пять наиболее опасных мутаций, связанных с риском этого заболевания. Для двух мутаций была показана взаимосвязь с риском возникновения и развития меланомы, а для одной из них – связь с более агрессивным течением болезни.

Разработанная методика позволяет всего лишь за два часа силами достаточно небольшой клинической лаборатории оценить риск возникновения меланомы. Схожий анализ можно сделать и для определения предрасположенности к любому другому заболеванию, если оно связано с генетическими мутациями. Часто выявление мутаций помогает врачам правильно предсказать течение болезни и подобрать индивидуальную терапию, обеспечивая наиболее эффективное лечение. В случае меланомы информация об индивидуальном риске может быть использована, например, в целях профилактики. «Люди, которые являются носителями мутаций, должны внимательней и осторожней относиться к загару и знать, что такой индивидуальный риск у них и, возможно, у их детей есть», – отметила Евгения Башмакова.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Проект является частью долгосрочного исследования биолюминесцентных систем и их использования в диагностике различных заболеваний, которое проводится в лаборатории фотобиологии Института биофизики СО РАН.