ДНК денисовцев влияет на иммунную систему современных жителей Океании

Учёные из Института Сэнгера обнаружили более 120 000 новых генетических вариаций человека, влияющих на крупные участки ДНК. Некоторые из них связаны с иммунным ответом, восприимчивостью к болезням или пищеварением. Эти изменения, затрагивающие множество пар оснований ДНК и известные как структурные вариации, были выявлены при изучении наиболее разнообразных мировых популяций на сегодняшний день. Среди них — вариации в медико-значимых генах у популяций Папуа — Новой Гвинеи, унаследованные от предков-денисовцев.

Ресурс, опубликованный в Cell, добавляет новые последовательности к эталонному геному человека — мировому стандарту для всей генетики человека, который, тем не менее, неполон. Эти ранее неизвестные вариации в медико-значимых генах, которые могут влиять на эффективность лечения в определённых популяциях, станут ценным ресурсом для глобальной персонализированной медицины.

Структурные вариации и их значение

Структурные вариации — это генетические изменения, которые могут охватывать от нескольких до миллионов пар оснований ДНК и поэтому особенно вероятно влияют на функцию генов. Изменения ДНК, влияющие на работу таких «медико-значимых» генов (например, связанных с иммунным ответом), могут приводить к проблемам со здоровьем или повышенной устойчивости/восприимчивости к определённым заболеваниям.

Исследование и ключевые находки

Учёные проанализировали 911 геномов из 54 географически, лингвистически и культурно разнообразных популяций мира на предмет структурных вариаций.

• Среди 126 018 обнаруженных структурных вариаций более трёх четвертей были ранее неизвестны.
• В популяциях Океании (Папуа — Новая Гвинея и близлежащие регионы) найдены медико-значимые вариации, унаследованные от денисовцев. К ним относится высокочастотная делеция в гене AQR, который играет роль в обнаружении вирусов и регуляции противовирусного иммунного ответа.
• У народа каритиана (современная Бразилия) обнаружена вариация в гене MGAM, влияющем на переваривание крахмала. Это может быть следствием демографического «бутылочного горлышка» за последние 5000 лет.
• Обнаружены новые «массовые дупликации», когда популяции несут множественные копии генов. Например, все изученные африканские популяции имеют несколько копий гена HPR, связанного с устойчивостью к сонной болезни. Наибольшее число копий (до девяти) — у народов Центральной и Западной Африки, где болезнь наиболее распространена.

Улучшение эталонного генома

Исследование добавляет почти 2 миллиона вновь идентифицированных пар оснований к последовательности эталонного генома человека. Сравнив 25 геномов, собранных de novo, с эталоном, учёные выявили отсутствующие в нём последовательности, что иллюстрирует ограниченность единого эталона и необходимость создания качественных референсных геномов от разных популяций.

Цитаты исследователей

• Мохамед Альмарри: «Несколько [вариаций] находятся в медико-значимых генах, которые говорят нам, как популяция эволюционировала, чтобы противостоять определённой болезни или почему она может быть восприимчива к другим. Это жизненно важные знания».
• Д-р Яли Сюэ: «Открытие этих новых структурных вариаций предоставляет один из самых богатых ресурсов такого рода вариаций на сегодняшний день, что не только даёт уникальное представление об истории популяций и улучшает используемый эталонный геном человека, но и существенно поможет будущим медицинским исследованиям».