طور فريق من الباحثين في كلية الطب بجامعة إنديانا برامج متخصصة بالمعلومات الحيوية ومصممة لتحديد المتغيرات الوراثية النادرة في دراسات تسلسل الشريط الوراثي الكامل. وكان زيلين لي الحاصل على الدكتوراه والأستاذ المساعد في الإحصاء الحيوي وعلوم البيانات الصحية والمؤلف الأول وشريك المؤلف المراسل أيضًا المنشور الأخير في نيتشور ميثودس التي تعرض تفاصيل إجراء اختبار مجموعة متغيرات على الارتباطات باستخدام إطار عمل مسارات المعلومات التفسيرية (أو مسارات ستار).

ويقول لي: “رغم وجود مئات الملايين من المتغيرات الوراثية النادرة، إلا أنهم كانوا يواجهون تحديات في الدراسة؛ لانعدام وجود مسارات منطقية، ومعيارية، وقوية لإجراء تحليل شامل للمتغيرات النادرة مما يتطلب تقييمًا لمجموعات من المتغيرات بدلاً من متغير واحد”.

ويمكّن خط / مسار ستار الباحثين من تقييم مجموعات من متغيرات وراثية نادرة وغير مشفرة أيضًا؛ وبالتالي سيساعد على إجراء البحوث الخاصة بالوراثة. إن المتغيرات الوراثية غير المشفرة هي أجزاء من الشريط الوراثي التي لاتشفر الأحماض الأمينية -جزيئات تتحد لتشكل البروتين-. علمًا أن أكثر من 98% من الحمض النووي للشخص غير مشفرة.

وأضاف: “توجد المتغيرات النادرة في 99% في الشريط الوراثي البشري وهي مصدر رئيسي للتوريث الفاقد للسمات المعقدة والأمراض”.

ولاستخدام خط/ مسار ستار يدخل الباحثون بيانات النمط الوراثي (رمز وراثي) والنمط الظاهري (السمة المعقدة أو رمز المرض في البرنامج). ثم يحلل البرنامج تلك البيانات ويحدد المتغيرات النادرة بتقسيمها إلى ثمان فئات وظيفية ضمن التحليل المتمحور حول المورثات وأيضًا إلى نوافذ شرائحية بأحجام ثابتة ونوافذ متحركة ومتكيفة مع البيانات حديثة الظهور ضمن التحليل غير المتمحور حول المورثات.

يرتكز التحليل المتمحور حول المورثات على المتغيرات التي في داخل المورثات أو القريبة منها، في حين يرتكز التحليل غير المتمحور حول المورثات على متغيرات تقع في منطقة بين المورثات؛ وهي امتداد الحمض النووي الواقع بين المورثات. وبعد ذلك يدمج البرنامج عدة إشعارات مختلفة لكل مجموعة من المتغيرات لزيادة فعالية التحليل وتلخيص النتائج للمستخدم.

وقد اختبر فريق البحث مسارات ستار على نماذج بأعداد ضخمة بما في ذلك 40000 من ناشونال هارت، ومعهد الرئة والدم (NHBI) وبرنامج ترانس أوميكس للطب الدقيق.

وأثناء التحليل وجدت مسارات ستار 49 ارتباطًا مهمًا ضمن التحليل غير المتمحور حول المورثات وغير المشفر ولوحظ  35 منها بأنها تعتمد على 6 فئات غير مشفرة وحديثة الظهور. إضافةً إلى ذلك، كشف تحليل النافذة المتحركة ذات الحجم المتكيف مع البيانات عن 43 ارتباطًا مهمًا وغير متداخل في الشريط الوراثي غير المشفر، أي ما يزيد بـمعدل 19.4٪ عن إجراء النافذة الشرائحية التقليدية ذات الحجم الثابت.

إن مسارات ستار تعتمد على ستار وهو برنامج آخر أنشأه لي وزملاؤه. وهذا البرنامج اختبار وراثي لمجموعات من المتغيرات لإيجاد الارتباطات والعلاقات باستخدام معلومات تفسيرية.

كما أفاد لي: “نعتقد بأنه يمكن تطوير مسار ستار لتحليل مئات الملايين من المتغيرات التي تعادل بيانات تسلسل شريط وراثي كامل. وبما أن المتغيرات النادرة وجدت في 99% من الشريط الوراثي البشري فإن هذا البرنامج يعالج فجوة مهمة في التحليل المعلوماتي”.

المصدر: https://medicalxpress.com

ترجمة: مارية خان

تويتر: @translatethee

مراجعة وتدقيق: زينب محمد