Общенациональный консорциум под руководством Вашингтонского университета в Сиэтле завершил первую основанную на последовательностях карту структурных вариаций в геноме человека, что дало ученым общую картину крупномасштабных различий в ДНК между людьми. Проект дает исследователям руководство для дальнейших исследований этих структурных различий, которые, как считается, играют важную роль в здоровье человека и болезнях. Результаты опубликованы в номере журнала Nature от 1 мая.
Проект включал секвенирование геномов восьми человек из различных этнических групп: четырех человек африканского происхождения, двух азиатского происхождения и двух европейского происхождения. Исследователи создали так называемую карту клонов, взяв несколько копий каждого из восьми геномов и разбив их на многочисленные сегменты примерно по 40 000 пар оснований, которые затем собрали вместе на основе эталонного генома человека. Они искали структурные различия, размер которых варьировался от нескольких тысяч до нескольких миллионов пар оснований. Пары оснований – одна из основных единиц информации о геноме человека.
Большинство предыдущих исследований генома были сосредоточены на небольших генетических вариациях, называемых SNP (произносится "ножницы"), или однонуклеотидные полиморфизмы – изменения в масштабе одной пары оснований. Однако более поздние исследования генома человека показали, что более крупномасштабные различия могут быть причиной значительных генетических вариаций среди людей. Структурные вариации в геноме человека уже были связаны с индивидуальными различиями в восприимчивости к таким состояниям, как ишемическая болезнь сердца, ВИЧ, шизофрения, аутизм и умственная отсталость.
Помимо миллионов меньших различий, исследователи идентифицировали 1695 областей структурных вариаций в геноме. Они также подробно рассмотрели последовательность 261 области генома, открыв беспрецедентный взгляд на сложность генетических различий между разными людьми. Масштабные различия, которые искали исследователи, могут проявляться во многих формах, таких как удаление большого участка ДНК или вставка неуместной строки генетического кода. Другие просто выглядят как другое количество копий гена или последовательности ДНК.
До сих пор не проводилось всестороннего исследования, чтобы систематизировать эти вариации у нескольких индивидуумов. В рамках своего исследования авторы также обнаружили 525 сегментов ДНК, которые ранее были неизвестны сообществу генетиков человека.
"Бытует мнение, что геном человека по сути полностью изучен," объяснил руководитель проекта д-р. Эван Эйхлер, доцент кафедры генома и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. "Выявленные нами последовательности имеют размер от нескольких тысяч до сотен тысяч пар оснований и не являются частью опубликованной эталонной последовательности генома человека. Мы обнаружили, что многие из них сильно различаются по тексту и содержанию у разных людей. Это представляет собой неизведанную территорию, которую теперь можно изучить более подробно, чтобы определить функцию этих новых сегментов генома человека в отношении болезней и активности генов."
Эйхлер ожидает, что карта структурных вариаций даст ученым гораздо лучшее представление о генетических вариациях и поможет им лучше понять те области генома, которые со временем подвержены крупномасштабным изменениям. Ученые утверждают в статье, что необходимы дополнительные исследования структурных вариаций, чтобы помочь получить более точное представление о геноме человека, чем то, что мы уже имеем в эталонном геноме, созданном в рамках проекта «Геном человека».
"Важным моментом здесь является то, что мы не смогли бы найти эти различия без секвенирования большего количества человеческих геномов от людей разного происхождения в соответствии с высоким стандартом качества," Эйхлер добавил.
По словам Эйхлера, проект также послужит надежным ресурсом для научного сообщества, поскольку исследователи сохранили многие сегменты ДНК, используемые в проекте. По мере изучения новых геномов кто-то может найти новую последовательность или новую область вариации, и исследователи могут повторно посетить этот конкретный сегмент ДНК, чтобы изучить его более внимательно.
Источник: Вашингтонский университет