Постоји огроман проблем са језгром пројекта људског генома

Пројекат људског генома, који је почео 1990-их, био је Хомо сапиенс „Успешан покушај да се мапира целина ДНК наше врсте. Он је произвео људски референтни геном, фино полирану колекцију људске ДНК која је кључна за генетичка истраживања и услуге тестирања генетике широм света. Интегрални као што је био случај са научном заједницом, два истраживача са Јохнс Хопкинс универзитета су открили да референтни геном недостаје комад или два - добро, 296,485,284 парова база ДНК, да будемо тачни.

Референтни геном је есенцијална мапа људског генетског материјала који се користи као основа за поређење. Када секвенцирамо сопствену ДНК за увид у здравље, породичну историју и будуће ризике од оболијевања, исечемо секвенцу у много малих делова и упоредимо исте са референтним геномом, тражећи подручја у којима се разликујемо. Основни проблем са овим, научници пишу у недавном документу у Натуре Генетицс је да се референтни геном заснива углавном на једној особи. Узимајући у обзир безбројне генетске разлике међу данашњих 7,7 милијарди људи, то очигледно није идеално.

Професор информатике и биостатистике др Стевен Салзберг и Рацхел Схерман, Пх.Д. да овај јединствени референтни геном не обухвата разноликост људске генетике. Неке популације се, додају, разликују превише из овог референтног генома. Да би изнијели свој случај, они се односе на геноме 910 појединаца из двадесет различитих земаља, који су све афричког поријекла.

У ДНК ових појединаца, тим је пронашао 300 милиона комада ДНК који не постоје у нашем "референтном" геному. Ако занемаримо толико материјала, каже Салзберг, неизбежно ћемо пропустити кључне увиде у здравље и историју специфичних популација. И они су људи, тако да не би требали бити заступљени у "људском" референтном геному?

"Ови региони су у суштини невидљиви за генетичку заједницу док не добијемо референтни геном који укључује те регионе", каже Салзберг. Инверсе.

Проблем са референтним геномом.

Током година, ми смо стално радили на референтном геному. Али недавне анализе показују да је то готово седамдесет посто Његов материјал је прикупљен од једне афро-америчке индивидуе, која се назива само РПЦИ-11, објашњава Салзбург.

То значи да када научници изводе генетску анализу како би идентификовали разлике између различитих популација из цијелог свијета, већину времена они успоређују те геноме са генетским материјалом из, углавном, једне особе. То нас доводи до тога да често игноришемо материјал који би могао бити превише различит од ове референце, каже Схерман. Назива их "недостајућим деловима".

"Када поставите ствари у ред, постоје делови који се уопште не слажу, јер су сувише различити да би одговарали било чему из референтног генома." Каже Схерман. "Онда игноришете све ствари које се не подударају са стварима које нису заиста релевантне или нису заиста вредне гледања, када су то у ствари делови који су најинтересантнији јер су они најразличитији од референтног генома."

У овој студији, Схерман и Салзберг узели су велике комаде овог "другог" ​​материјала (око 1.000 парова) и покушали да утврде да ли они представљају само случајне низове грешака у секвенцирању - или су заиста имали корисне информације о неистраженој људској ДНК.

Тим је дошао до закључка да је ова "нова" ДНК довољно квалитетна да би се добила друга пропусност, иако не знају какав је њен значај за људски организам.

Које су последице?

До сада, каже Схерман, ми заиста не знамо шта нам недостаје игноришући ДНК која није заступљена у референтном геному. Али ко зна шта бисмо могли тамо наћи ако погледамо?

Салзберг предлаже да замислимо фиктивну популацију која има додатни хромозом - 24 уместо уобичајених 23 у свакој ћелији. Ништа у том додатном хромозому из ове популације не би се повезало са референтним геномом. Можда је, каже она, негде на том скривеном хромозому, разлог зашто фиктивна популација тежи да развије одређену болест - и зашто остатак света није. Али зато што немамо праву референцу да је упоредимо, никада не бисмо знали да је тамо.

Оригинална реклама која је довела донаторе за Пројекат људског генома (Буффало Невс, 23.03.1997.), П / ет Пент де Јонг, који је поставио оглас пиц.твиттер.цом/гНБ7мМв3Иу

- Јаи Схендуре (@ЈСхендуре) 28. октобар 2017. т

"Ако неко вријеме постоје мутације у том кромосому које узрокују проблеме, никада их нећете моћи проучавати", каже Салзберг. "Никада нећете моћи да их посматрате ако се ослањате искључиво на овај референтни геном."

Хајде да будемо јасни: ово истраживање не пружа доказе за неке неоткривене хромозоме. Али то сугерише да ми вероватно много недостаје када користимо један референтни геном од неке особе која се зове РПЦИ-11 као основу за све наше анализе о ДНК целокупне врсте.

Како је можемо поправити?

Уместо да тежимо јединственом универзалном референтном геному, тврди тим, требало би да имамо а бунцх референтних генома - можда један за сваку популацију од интереса.

"Оно што ми овде заговарамо овим налазом је да ми заиста морамо да градимо референтне геноме за сваку популацију", каже Схерман. "Ако у овој популацији недостаје толико ДНК из референце, модел треба да се промени."

Неке земље су преузеле на себе да барем покушају да створе сопствене референтне геноме. Данска, на пример, прикупља генетски материјал од 150 Данаца у покушају да направи прави "дански" референтни геном. Папир за 2016. годину у Природа описује покушај да се направи референца за корејске појединце, иако тај рад такође описује само истраживање које се проводи на једној особи. Али и други пројекти, као што је пројекат од 1.000 Геномес, такође покушавају да започну овај процес, али много је посла да се створи референтни материјал који је полиран као тренутна верзија, позната као ГРЦх38.

„Морате урадити више од тога да само идете и да секвенцирате другу особу из друге популације да бисте створили референтни геном“, додаје он. "Мораш да урадиш нешто више."

Није да истраживачи нису свесни да нам требају више референтних генома. Салзберг се само нада да ће их до сада бити више и да ће барем бити широко прихваћени као стандардни референтни геноми. У документу се жали да ниједан од ових покушаја није постигао исти статус и утицај као ГРЦх38 - иако је то циљ данског пројекта.

Напредујући, Схерман и Салзберг преузимају на себе да започну овај пројекат, градећи неколико додатних референтних генома, за које се надају да ће их објавити за једну до двије године. Они желе да почну да стварају библиотеку референтних генома како би помогли људима да добију што више увида из свог генетског материјала, без обзира на то колико је "другачији".

"Оно што заиста морамо имати су стотине референтних генома", додаје он. "То ће се догодити једног дана."