Хотя гены широко распределены по хромосомам, многие гены, связанные с иммунной системой, сгруппированы вместе на хромосоме 6 человека в сегменте, называемом областью главного комплекса гистосовместимости (MHC). Из-за плотности генов исследователям сложно охарактеризовать их и их эффекты, но новые технологии и крупные биобанки с данными об огромном количестве людей открыли дверь для более глубокого понимания этого региона.
В новом крупном исследовании, опубликованном в журнале Nature Genetics, исследователи из Университета Осаки и их коллеги изучили регион MHC специально у японского населения, выявив существование различных вариантов генов и их связь с заболеваниями и другими признаками.
Команда основала свой анализ на трех наборах данных. Один из них – секвенирование информации о 33 генах, определяющих типы лейкоцитов у более чем 1000 японцев, полученной с помощью высокопроизводительного секвенирования. Второе – это данные полногеномных ассоциативных исследований, в которых рассматривались связи между регионами по всему геному, а также черты и болезни у более чем 170 000 японцев. Третий набор включал данные из медицинских карт по более чем 100 фенотипам, отражающим клинические состояния и другие признаки.
"Наш многократный анализ сначала выявил уровни полиморфизма в генах человеческого лейкоцитарного антигена (HLA), а затем классифицировал общие закономерности этого полиморфизма на 11 отдельных групп в популяции Японии с использованием подхода машинного обучения," говорит ведущий автор Джун Хирата. "Это дало представление о генетическом ландшафте области MHC и показало, что «неклассические» гены HLA также должны быть включены в усилия по характеристике функциональных эффектов этой области генома."
Изучив полный набор вариаций в регионе MHC у японцев, команда затем сосредоточилась на выяснении связи этих вариантов с различными признаками и заболеваниями. Для этого они использовали данные из медицинских карт по 106 различным фенотипам, включая 46 сложных заболеваний, от более чем 170 000 японцев. Около половины этих фенотипов показали значительную связь с исследуемыми генами. Результаты показали, что один ген в области MHC обычно влияет на несколько признаков, явление, известное как "плейотропия."
"Наша работа показывает важность различий в группах лейкоцитов для здоровья японцев," старший автор Юкинори Окада говорит. "Созданные нами сети кросс-фенотипов также показали корреляцию между состояниями здоровья, которые ранее не были связаны между собой."
Ключевые результаты этой работы, включая клиническую важность неклассических генов HLA и влияние вариантов генов в гаплотипах MHC, должны обеспечить прочную основу для будущих исследований факторов риска, связанных с этой частью генома.