Objev nových genetických souvislostí mimo kódující oblasti DNA 

Moderní genetika stále častěji odhaluje, že tajemství našeho zdraví neleží jen v samotných genech, které kódují bílkoviny, ale také ve velkém prostoru mezi nimi – v tzv. nekódujících oblastech DNA. Tyto „mezery“ byly dlouho považovány za nepodstatné, dnes se však ukazuje, že sehrávají klíčovou roli v regulaci mnoha biologických procesů. 

Právě tyto oblasti studoval tým vědců z University of Exeter a dalších institucí, kteří analyzovali více než miliardu genetických variant v DNA téměř 50 000 účastníků britské UK Biobank. Jejich cílem bylo zjistit, jak vzácné změny v nekódujících oblastech DNA ovlivňují hladiny tisíců různých proteinů v lidské krvi. Využili přitom nejmodernější sekvenování celého genomu (Whole-Genome Sequencing, WGS) a největší databázi svého druhu na světě. 

Raritní nekódující varianty nejsou tak vzácné, jak se zdá 

Vědci objevili celkem 604 vzácných, samostatně působících nekódujících variant spojených s hladinami 369 různých krevních proteinů. Kromě toho skupinová (agregační) analýza odhalila dalších 357 nezávislých oblastí regulační DNA, které běžné metody nezachytí. Téměř čtvrtina těchto objevů by při tradičním postupu zůstala skryta. 

Zatímco změny ve vlastních genech – oblastech kódující bílkoviny – často hladinu výsledného proteinu snižují, nekódující varianty byly překvapivě často schopné hladinu i zvyšovat. Efekty těchto variant jsou většinou menší než u změn přímo v genu, přesto však mohou mít výrazný dopad a někdy dosahují podobné velikosti jako mutace v kódujících sekvencích. 

Významná úloha regulačních oblastí 

Podrobnější analýza ukázala, že nekódující varianty se koncentrují zejména v regulačních oblastech genů, jako jsou 5' a 3' UTR (úseky „před“ a „za“ genem) a také v intronech a sestřihových místech, které určují správné sestavení výsledné RNA. Tyto oblasti ovlivňují, kdy, kde a v jakém množství se daný protein vytvoří. Více než dvě třetiny objevených variant se nacházely těsně u příslušného genu, který ovlivňují. 

Důležitým zjištěním bylo také to, že agregované testy umožnily odhalit mnoho variant v oblastech, které nebyly popsány jako známé regulační sekvence – tzv. „genomická okna“. To ukazuje, že genom stále skrývá mnoho zatím neprozkoumaných regulačních struktur. 

Potenciál pro medicínu budoucnosti 

Studie zásadně rozšiřuje znalosti o tom, jak vzácné nekódující změny v DNA přímo ovlivňují složení lidské krve a potenciálně i riziko onemocnění. Ukazuje, že v nekódujících oblastech zřejmě leží ještě mnoho důležitých genetických faktorů, jejichž vliv na zdraví zůstává neodhalený. Autoři zdůrazňují, že jak se zlepší znalosti o funkčních úsecích nekódující DNA a budou k dispozici další velké databáze, bude možné najít nové „varianty s velkým účinkem“ a začlenit je do personalizované prevence či léčby. 

Celkově jde o významný krok k plnohodnotnému genomickému testování, které vezme v úvahu nejen samotné geny, ale i regulační oblasti DNA – a přinese tak přesnější diagnózu i nové možnosti pro moderní medicínu.

Zdroj:
Hawkes, G., Chundru, K., Jackson, L., Patel, K. A., Murray, A., Wood, A. R., Wright, C. F., Weedon, M. N., Frayling, T. M., & Beaumont, R. N. (2025). Whole-genome sequencing analysis identifies rare, large-effect noncoding variants and regulatory regions associated with circulating protein levels. Nature Genetics. https://doi.org/10.1038/s41588-025-02095-4