Bioinformatic exploration of structural and functional features of genes associated with rare diseases.
No Thumbnail Available
Date
Director
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
Description
Objective: Rare diseases have been related to rare variants with a high penetrance for many genes, however, these genes that cause rare diseases are not necessarily rare genes, because they are related to several essential pathways for cells, and in many cases are common for rare and common diseases. Consequently, it is possible to propose that the genes causing rare diseases could be related to fundamental processes or critical regions in the human genome. In this study, we explore the genes causing rare diseases based on a description of their structure and function for the identification of critical functional processes and a gene regulatory context for their association with specific diseases that can be explored. Materials and methods: The genes causing rare diseases, extracted from the ORPHANET and OMIM database, were explored to identify if there is any similarity within their structural and functional characteristics. In addition, a systematic review of the literature is carried out in order to capture the most relevant diseases found in the bioinformatic analysis. Results: Here we report that the genes that cause rare diseases are related to fundamental cellular processes, whose genes are found in genomic regions with a high density of repeats. Our data show metabolism, disease and cellular processes, as the most frequent categories associated with genes causing rare diseases, which include critical pathways for cell viability such as glycosaminoglycan degradation, primary immunodeficiency or cell junctions. Conclusions: Our results establish a general description of the basic structural characteristics of genes related to rare diseases, in addition to establishing key processes that describe rare diseases in cellular contexts common to other diseases, these processes being important for future explorations.
Objetivo: Las enfermedades raras se han relacionado con variantes raras con una alta penetrancia para muchos genes, sin embargo, estos genes que causan enfermedades raras no son necesariamente genes raros, debido a que están relacionados con varias vías esenciales para las células, y en muchos casos son comunes para enfermedades raras y frecuentes. En consecuencia, es posible proponer que los genes causantes de enfermedades raras podrían estar relacionados con procesos fundamentales o regiones críticas en el genoma humano. En este estudio, exploramos los genes causantes de enfermedades raras basados en una descripción de su estructura y función para la identificación de procesos funcionales críticos y un contexto regulador de genes para su asociación con enfermedades específicas que puedan ser exploradas. Materiales y métodos: Se exploraron los genes causantes de enfermedades raras, extraídos desde la base de datos de ORPHANET y OMIM, para identificar si existe dentro de sus características estructurales y funcionales alguna similitud. Además, se realiza una revisión sistematizada de la literatura con el fin de plasmar las enfermedades más relevantes encontradas en el análisis bioinformático. Resultados: Aquí informamos que los genes que causan enfermedades raras están relacionados con procesos celulares fundamentales, cuyos genes se encuentran en regiones genómicas con una alta densidad de repeticiones. Nuestros datos muestran el metabolismo, la enfermedad y los procesos celulares, como las categorías más frecuentes asociadas a genes causantes de enfermedades raras, que incluyen vías críticas para la viabilidad celular como la degradación de glicosaminoglicanos, inmunodeficiencia primaria o uniones celulares. Conclusiones: Nuestros resultados establecen una descripción general de las características estructurales básicas de los genes relacionados con enfermedades raras, además se establecen procesos clave que describen enfermedades raras en contextos celulares comunes a otras enfermedades, siendo estos procesos importantes para futuras exploraciones.
Objetivo: Las enfermedades raras se han relacionado con variantes raras con una alta penetrancia para muchos genes, sin embargo, estos genes que causan enfermedades raras no son necesariamente genes raros, debido a que están relacionados con varias vías esenciales para las células, y en muchos casos son comunes para enfermedades raras y frecuentes. En consecuencia, es posible proponer que los genes causantes de enfermedades raras podrían estar relacionados con procesos fundamentales o regiones críticas en el genoma humano. En este estudio, exploramos los genes causantes de enfermedades raras basados en una descripción de su estructura y función para la identificación de procesos funcionales críticos y un contexto regulador de genes para su asociación con enfermedades específicas que puedan ser exploradas. Materiales y métodos: Se exploraron los genes causantes de enfermedades raras, extraídos desde la base de datos de ORPHANET y OMIM, para identificar si existe dentro de sus características estructurales y funcionales alguna similitud. Además, se realiza una revisión sistematizada de la literatura con el fin de plasmar las enfermedades más relevantes encontradas en el análisis bioinformático. Resultados: Aquí informamos que los genes que causan enfermedades raras están relacionados con procesos celulares fundamentales, cuyos genes se encuentran en regiones genómicas con una alta densidad de repeticiones. Nuestros datos muestran el metabolismo, la enfermedad y los procesos celulares, como las categorías más frecuentes asociadas a genes causantes de enfermedades raras, que incluyen vías críticas para la viabilidad celular como la degradación de glicosaminoglicanos, inmunodeficiencia primaria o uniones celulares. Conclusiones: Nuestros resultados establecen una descripción general de las características estructurales básicas de los genes relacionados con enfermedades raras, además se establecen procesos clave que describen enfermedades raras en contextos celulares comunes a otras enfermedades, siendo estos procesos importantes para futuras exploraciones.
item.page.descriptioneng
Keywords
Enfermedades raras, Genoma humano, Bioinformática, Genes, Rare diseases, Human genome, Bioinformatics, Genes