Этот вычислительный инструмент позволяет с высокой точностью определять генетические мутации, вызывающие заболевание, и может помочь в идентификации людей, которые не обнаруживаются существующими тестами. Результаты исследования опубликованы в журнале American Journal of Human Genetics.

СМА вызывается мутациями в гене SMN1, который отвечает за создание белка SMN. Второй ген, SMN2, имеет схожую последовательность, но производит значительно меньше белка из-за изменения одного нуклеотида. Оба гена расположены на хромосоме 5, и большинство людей наследуют по две копии каждого гена. Однако некоторые могут унаследовать дополнительные копии, что может затруднить тестирование на СМА из-за наличия «скрытых носителей». Эти носители имеют две здоровые копии SMN1 на одной хромосоме, но могут передать неработающие версии гена своим детям.

Существующие генетические тесты не могут точно идентифицировать скрытых носителей, так как они показывают только две здоровые копии SMN1, не учитывая их расположение на хромосомах. Скрытые носители особенно распространены среди африканцев, составляя более четверти всех носителей СМА. Анализ родословной является единственным способом выявления этих носителей, однако он не всегда эффективен.

Для улучшения идентификации скрытых носителей исследовательская группа под руководством ученых из Pacific Biosciences разработала инструмент Paraphase, который проводит более детальный анализ SMN1 и SMN2 на основе данных генетического секвенирования. Алгоритм выравнивает считывания с последовательностями генов и определяет количество копий SMN1 и SMN2 с точностью более 99%. Исследования показали, что алгоритм успешно идентифицирует всех пациентов и носителей СМА без ложных результатов.

Кроме того, Paraphase также может выявлять гаплотипы — наборы связанных участков ДНК, которые наследуются вместе. Данные о гаплотипах были объединены с генеалогической информацией для поиска маркеров двух копий SMN1 на одной хромосоме, особенно среди африканских популяций. Результаты показали, что определенная комбинация гаплотипов, названная S1-8+S1-9d, была обнаружена у двух третей хромосом с двумя копиями SMN1 у африканских пациентов.

Исследователи отметили, что вероятность того, что африканец с гаплотипом S1-8+S1-9d является скрытым носителем, составляет около 88%. Это значительно выше, чем у маркера g.27134T G, который имеет лишь 3% вероятности. Однако авторы исследования подчеркивают, что необходимо провести дополнительные исследования для подтверждения этих результатов, особенно среди неевропейских популяций.

Использование Paraphase открывает новые возможности для более точного скрининга носителей и понимания механизмов, стоящих за различной тяжестью форм заболевания, что является важным шагом в борьбе с СМА.