Vedci odhaľujú rozmanitejší ľudský genóm

Viac ako 20 rokov po tom, čo vedci prvýkrát zverejnili návrh sekvencie ľudského genómu, bola kniha života už dávno prepísaná.

Presnejšia a inkluzívnejšia verzia nášho genetického kódu bola zverejnená v stredu, čo predstavuje významný krok k hlbšiemu pochopeniu ľudskej biológie a personalizovanej medicíny pre ľudí zo širokého spektra rasových a etnických prostredí.

Na rozdiel od predchádzajúcej referencie – ktorá bola založená prevažne na DNA od jediného muža zmiešanej rasy z Buffala, s príspevkami od niekoľkých desiatok ďalších jedincov, väčšinou európskeho pôvodu – nový „pangenóm“ zahŕňa 47 mužov a takmer kompletnú genetickú výbavu. sekvencia. Sú. Ženy rôzneho pôvodu, vrátane Afroameričaniek, Karibských ostrovných, východoázijských, západoafrických a juhoamerických.

Revidovaná mapa genómu predstavuje dôležitý nástroj pre vedcov a lekárov, ktorí dúfajú v identifikáciu genetických variácií spojených s ochorením. Vedci uviedli, že je prísľubom aj ponúkania liečby, ktorá by mohla byť prínosom pre všetkých ľudí bez ohľadu na ich rasu, etnickú príslušnosť alebo pôvod.

„Bolo to potrebné už dlho – a odviedli skvelú prácu,“ povedal Evan Birney, genetik a zástupca generálneho riaditeľa Európskeho laboratória molekulárnej biológie, ktorý sa na tomto úsilí nezúčastnil. „To zlepší naše mikroskopické chápanie variácií a tento výskum potom otvorí nové príležitosti pre klinické aplikácie.“

PanGenome, poháňaný najnovšou technológiou sekvenovania DNA, spája všetkých 47 jedinečných genómov do jedného zdroja, čím poskytuje doposiaľ najpodrobnejší obraz o kóde, ktorý poháňa naše bunky. Medzery v skorších odkazoch sú teraz vyplnené, predtým chýbajúce písmená DNA spred asi 120 miliónov rokov sú spojené do kódu dlhého tri miliardy znakov.

Preč je myšlienka totemického reťazca DNA, ktorý sa tiahne šesť stôp a rozprestiera sa v priamke. Reštartovaný kontext teraz pripomína kukuričné ​​bludisko s alternatívnymi cestami a bočnými chodníkmi, ktoré umožňujú vedcom preskúmať širokú škálu genetickej diverzity, ktorá sa nachádza u ľudí na celom svete.

Dr. Eric Green, riaditeľ Národného inštitútu pre výskum ľudského genómu, vládnej agentúry, ktorá financovala prácu, prirovnáva pangenóm k novému druhu príručky karosérie pre automobilové opravovne. Zatiaľ čo predtým mal každý mechanik konštrukčné špecifikácie len pre jeden typ auta, teraz existuje hlavný plán, ktorý pokrýva rôzne značky a modely.

„Máme plány 47 reprezentatívnych áut od každého zo 47 rôznych výrobcov, od skutočne skvelého plánu od Chevy,“ povedal.

Zistenie toho, čo robiť s touto Kelley Blue Book of Genomics, bude sprevádzať strmú krivku učenia. Sú potrebné nové analytické nástroje. Súradnicové systémy musia byť predefinované. Široké prijatie bude nejaký čas trvať.

„Uľahčenie používania komunitou je práca, ktorú treba urobiť,“ povedala Heidi Rahm, hlavná genomická dôstojníčka z Massachusetts General Hospital v Bostone, ktorá sa na projekte nezúčastnila.

Podľa odborníkov však časom PanGenome prinesie revolúciu v oblasti genomickej medicíny.

„Skutočne budeme mať úžitok z toho, že sa pochopíme ako druh,“ povedal Evan Eichler, vedec v oblasti genómu z Washingtonskej univerzity. Dr. Eicher patril medzi viac ako 100 vedcov a bioetikov, ktorí Opísaný nový odkaz na pangenóm V časopise Nature.

Architekti projektu pokračujú v pridávaní ďalších skupín obyvateľstva s cieľom zahrnúť aspoň 350 vysokokvalitných genómov, ktoré tvoria väčšinu globálnej ľudskej diverzity.

„Chceme reprezentovať všetky vetvy ľudského stromu,“ povedal Ira Hall, genetik, ktorý vedie Yale Center for Genomic Health.

Niektoré z nových genómov budú pochádzať od obyvateľov New Yorku, ktorí sa predtým zúčastnili na výskumnom programe na Mount Sinai Health System. Ak ich počiatočné údaje o DNA preukážu určité nedostatočne zastúpené genetické pozadie, títo jedinci budú pozvaní, aby sa zúčastnili na projekte PanGenome.

Podľa návrhu – niektoré medzery nemusia byť nikdy zapojené do verejne dostupnej referencie.

Predchádzajúce pokusy zachytiť ľudskú genetickú diverzitu často extrahovali sekvenčné údaje z marginalizovaných populácií bez ohľadu na ich potreby a preferencie. Vedomí si týchto etických prešľapov, koordinátori Pangenome teraz spolupracujú s domorodými skupinami na vývoji formálnych politík týkajúcich sa vlastníctva údajov.

„Stále sa potýkame s otázkou suverenity domorodcov a kmeňov,“ povedala Barbara Koenigová, bioetička z Kalifornskej univerzity v San Franciscu, ktorá sa na projekte podieľala.

V Austrálii výskumníci pridávajú sekvencie DNA z rôznych domorodých národov do podobného depozitára, ktorý bude spojený s pangenómom s otvoreným zdrojom, ale potom bude držaný za firewallom. Podľa Hardeepa Patela z austrálskeho Národného centra pre domorodú genomiku v Canberre je ďalším plánom vedcov konzultovať s predstaviteľmi komunity, či údaje sprístupniť na požiadanie.

Niektorí domorodí obhajcovia chcú, aby projekt pangenómu zašiel ešte ďalej. Keolu Fox, vedec v oblasti genomiky z Kalifornskej univerzity v San Diegu, ktorý je pôvodným Havajčanom, navrhuje vyškoliť ďalšiu generáciu domorodých vedcov, aby mali viac informácií o genomických údajoch.

„Konečne nastal čas decentralizovať moc a kontrolu a prerozdeliť ju medzi samotné komunity,“ povedal Dr. Fox.