20 lat po opublikowaniu pierwszej mapy ludzkiego genomu, międzynarodowa grupa naukowców ogłosiła w kilku publikacjach na łamach czasopisma "Nature" jej najnowszą wersję. Pierwotna mapa, przygotowywana w latach 1990-2003 w ramach Human Genome Project, opierała się głównie na danych jednej osoby, obecna zawiera informacje o materiale genetycznym 47 osób, w znacznie większym stopniu oddając naszą różnorodność. Prace pod kierunkiem Human Pangenome Reference Consortium (HPRC) zmierzają do publikacji w połowie przyszłego roku mapy tzw. pangenomu, opartej na badaniach 350 osób. To powinno znacznie ułatwić dalsze badania genetycznych uwarunkowań naszego zdrowia i szukanie przyczyn niektórych chorób.
Genom jest zestawem zapisanych w DNA instrukcji, które sterują rozwojem i funkcjonowaniem każdego żywego organizmu. Sekwencje genomu różnią się między osobnikami tego samego gatunku nieznacznie. W przypadku ludzi różnice te sięgają przeciętnie 0,4 proc. Zrozumienie ich znaczenia może pozwolić dokładniej ocenić stan zdrowia, pomóc w diagnozie chorób, dobrać metody terapii i przewidzieć skutki ich zastosowania.
W badaniach czynników genetycznych lekarze szukają różnic w porównaniu z genomem opublikowanym już dwie dekady temu. To jedna sekwencja dla każdego z chromosomów, pochodzących w sumie od 20, ale głównie od jednej osoby. Ten wzorzec, dopracowany zresztą do końca, w miarę postępów technologii, dopiero przed rokiem, ogranicza wciąż możliwości badań. Nie oddaje bowiem w pełni różnorodności naszego gatunku. Jeśli wzorcem będą dane zawarte w pangenomie, naukowcy zyskają większe możliwości badania i rozumienia znaczenia poszczególnych wariantów.
Kluczowe znaczenie ma teraz fakt, że opublikowany dziś pangenom zawiera informacje od 47 osób o różnym pochodzeniu. Na jego podstawie można ocenić, gdzie sekwencje DNA są identyczne, gdzie z kolei zawierają konkretne indywidualne zmiany. W ten sposób wzorzec daje możliwość dokonania dokładniejszych porównań dla badań genomu konkretnych pacjentów.
"Jeden genom z całą pewnością nie mógłby oddać bogatej różnorodności ludzi mieszkających w różnych rejonach świata. Zadaniem numer 1 w naszej pracy było rozszerzenie reprezentatywności naszego wzorca dla przyszłych badań. To teraz właściwie nie wzorzec, ale zestaw wzorców" - tłumaczy prof. Karen Miga z University of California w Santa Cruz.
Różnice genomu mogą być małe i ograniczać się do pojedynczych par bazowych DNA, mogą też być dużymi wariantami strukturalnymi (SV) składającymi się z ponad 50 par bazowych. Zwłaszcza te większe różnice mogą mieć istotne znaczenie dla naszego zdrowia i bywać przyczyną wielu chorób. Ograniczenia technologiczne i możliwość stosowania jednego referencyjnego wzorca sprawiły, że do tej pory nie udało się zidentyfikować ponad 70 procent obserwowanych w genomie wariantów strukturalnych. Warianty SV obejmują liczne podklasy, w których występują tzw. inwersje, translokacje, insercje, delecje i duplikacje materiału genetycznego, występują z dużą częstością, prowadzą do tzw. zmienności fenotypowej organizmów.
"Każdy z nas ma unikatowy genom, wykorzystywanie do tej pory jednego wzorca sprawiało, że analiza genetyczna nie była równie wnikliwa dla różnych osób" - dodaje współautor głównej z opublikowanych prac, dr Adam Phillippy z finansującego te badania National Human Genome Research Institute (NHGRI), części Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH). "Przewidywanie schorzeń genetycznych mogło nie być tak skuteczne u osób, których genom naturalnie, bardziej odbiegał od wzorca". Teraz, przy rozszerzeniu palety wzorców to powinno bardzo istotnie się zmienić.
