Неврогенетика. Молекулярен и биоинформатичен подход

Неврогенетиката изучава генетичните основи на функционирането на нервната система. Напредъкът в тази област през последните две десетилетия е свързан с зазкриване генетичните повреди при редица важни наследствени неврологични забол-явания и получи огромен тласък със секвенирането на човешкия геном. Предлаганата книга е пръв опит да бъде достъпно представена на български език тази динамична и бързоразвиваща се наука. Замислена като учебник за курса по неврогенетика. който авторите - утвърдени специалисти в областта на неврогенетиката (доц. Г. Генова) и биоинформатиката (доц. Е. Молле) водят в Биологическия факултет на СУ „Св. Кл. Ооидски“, настоящата книга представлява рядък пример в нашата литература за третиране на една сложна материя по начин, който я прави достъпна и полезна за шрок кръг читатели, както специалисти - биолози и медици, така и неспециалисти. Едно основно достойнство на този труд е неговата приложимост за разбиране не само на невро генетиката, но и на сродни и по-далечни области на биологията. Това е така, защото в интегративния подход, присъщ на биологията днес, генетиката, геномиката и биоинфор- «атиката играят централна роля и авторите са успели блестящо да илюстрират това примера на неврогенетиката. В петте раздела на книгата са обхванати теоретичните основи, експерименталните подходи и приложенията на неврогенетиката в медицината. Първият раздел -подробно разглежда анатомията, клетъчната и субклетъчната организация, функционирането и развитието на нервната система, като особено внимание е отделено на синаптичното предаването на нервния импулс. Отделна глава е посветена на циркадните ритми и на техния генетичен контрол. Като увод в генетиката и молекулярната биология служи четвъртата глава, където сбито са представени съвременните знания за генетичния апарат и са разгледани клетъчните и молекулярните механизми за па¬зене, предаване, реализация и изменение на генетичната информация. По същество целият първи раздел е посветен на стегнато, но изчерпателно изложение на основни знания по генетика и по анатомия и физиология на нервната система и може успешно да служи като уводно четиво за съответните дисциплини. Вторият раздел е посветен на заболяванията на нервната система от гледна точка на неврогенетиката. Тук се прави преглед на различните типове неврологични разстройства, като се изтъкват генетичните повреди, които лежат в основата им. Подробно се разглеждат някои важни невродегенеративни заболявания - хорея на Хънтингтън, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон. Третият раздел въвежда читателя в невроинформатиката, т.е. в -силожението на биостатистиката и биоинформатиката в неврогенетиката. Този раздел има по-общ характер и може успешно да служи като увод в тези важни дисциплини с широко приложение в съвременната биология. Тук сбито и достъпно са изложени тех¬ните теоретични основи, като с използването на подходящи примери се илюстрира приложението на статистически и биоинформатични подходи и средства за решаване на конкретни задачи. Четвъртият раздел разглежда основните методи и пътища за изучаване на невродегенеративните заболявания започвайки с генетичната епидемиология - един основен раздел от медицинската генетика. Специално внимание е отделено на биоинформатичните подходи за намиране на кандидат-гени, засегнати при дадено заболяване, както и за изясняване функциите на генните продукти. Използва¬йте примери дават възможност на читателя да разшири и задълбочи своите знания и практически умения чрез самостоятелна работа с общодостъпни невродегенеративни заболявания. Тъй като тези методи се използуват в диагностиката въобще, тази глава представлява интерес за широк кръг читатели, интересуващи се от същността и приложението на пряк и косвен анализ на ДНК. Обхванат е цял спектър от методи, като се започне от изследване на полиморфизъм в дължината на рестрикционните фрагменти (ПДРф> и различни методи основани на полимеразната верижна реакция (ПВР) и се стигне до хибридизационен анализ на микромасиви и секвениране на ДНК. Петият раздел е посветен на животински модели за изучаване на невроде- генеративните заболявания. Разгледани са основните моделни животни, използвани в неврогенетиката - мишки, дрозофили, нематодът Caenorhabditis elegans и рибката Danio rerio, като се изтъкват техните предимства и недостатъци, както и ролята на секвенираните геноми на тези организми в моделирането на заболяванията. Ключов подход за създаването на такива модели е биоинформатичният анализ на геномни бази данни за откриване на гени, хомоложни на засегнатите при съответното заболяване. Описа¬ни са и подходите за отбиране или индуциране на мутации в хомоложните гени на моделните организми и особено внимание е отделено на генно-инженерните подходи за целенасочено инактивиране на гени. Подробно са разгледани различни етапи и методи за получаване на генетично модифицирани мишки - работа с ембрионални стволови клетки, пренос на гени в животински клетки, място-специфична мутагенеза in vitro. РНК интерференция и т.н. Обхванати са и методите за получаване на трансгенни дрозофили, както и за избирателно активиране на трансгени. Описаните методи са с разнообразно приложение и този раздел би представлявал интерес за по-широка чита¬телска аудитория. Отделено е място и на неврологични заболявания от ветеринарната практика като модели на човешките болести. Чрез сравнителен анализ както на невро-! патологията, така и на геномите на човека и кучето се обосновава използването на тази информация за разбиране на невродегенеративните болести и намиране стратегии за тяхното лечение. Като модели са засегнати и селскостопанските животни на примера на болестта луда крава. Това заболяване е използувано като пример за провеждане на хаплотипен анализ с помощта на свободно-достъпни интернетни ресурси. В предлагания труд авторите са успели отлично да се справят с една доста трудна задача - да систематизират и да представят достъпно, но на високо професионално нив: една изключително динамична и с огромно значение за медицинската практика област на биологията - неврогенетиката. Неизбежно, поради междудисциплинарния характер на тази наука, те предлагат едно четиво, което илюстрира как фундаментални знания и методични подходи от генетиката, геномиката, биоинформатиката, биостатистиката невроанатомията и неврофизиологията, молекулярната и клетъчната биология, епидемиологията, хуманната и ветеринарната медицина се прилагат за разбиране и от там за намиране на пътища за предотвратяване и лечение на неврологичните заболявания. Поради това предлаганата книга може да служи като уводно пособие за интересуващите се от тези и сродни области и да представлява интерес за широк кръг читатели. доц. д-р Борис Дункск Катедра „Генетика“, Биологичен факултет