Ученые приступили к картированию мирового геномного разнообразия

Международный консорциум ученых запустил новую инициативу по созданию референсного генома, который отражает генетическое разнообразие всех народов мира. Исследователи описывают эту инициативу, названную Проектом Пангенома Человека, в статье, опубликованной в среду, 20 апреля, в журнале Nature.

Цель — собрать, организовать и сделать доступным представление всего генетического разнообразия, существующего у людей: большого, малого, распространенного и редкого, — сказал Эван Эйхлер, профессор наук о геноме в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сиэтле и соавтор статьи.

В международном проекте сотрудничают более десятка исследовательских институтов. Работа финансируется Национальным исследовательским институтом генома человека (NHGRI) и Национальными институтами здравоохранения (NIH) США.

Геном человека состоит из последовательности 3,1 миллиарда молекул ДНК. В целом наши геномы очень похожи. Но небольшие различия в последовательностях нашей геномной ДНК играют большую роль в определении уникальности каждого человека, включая его или ее риск заболеваний.

Референсный геном помогает описать эти различия, картируя расположение генов и других элементов генома. Исследователи используют эту карту для идентификации новых генов, вариантов известных генов и других функциональных элементов, а также для обмена и сравнения своих результатов с другими учеными.

Ранее этой весной ученые объявили, что завершили продолжавшееся два десятилетия создание референсного генома, представляющего собой полную карту генома человека. Этот референсный геном является композитным, созданным из последовательностей ДНК очень небольшой группы (около 20 человек), причем большая часть последовательности получена от одного человека. В результате референс не отражает разнообразия, наблюдаемого в населении мира. Действительно, большинство исследований генома человека основаны на образцах от лиц европейского происхождения.

Новая инициатива стремится устранить этот недостаток, создав множество полных референсных геномов, представляющих сотни людей со всего мира. «Мы не хотим иметь один референс; мы хотим иметь множество референсов, которые охватят человеческое разнообразие», — сказал Эйхлер.

Важной частью инициативы будет получение согласия и сотрудничества от групп, которые могут с подозрением относиться к попыткам западных ученых секвенировать ДНК их популяции. «Некоторые группы сказали: "Спасибо, но нет". И мы должны уважать их автономию», — отметил Эйхлер.

Другие популяции проявили интерес, но хотят проводить секвенирование генома самостоятельно и предоставлять результаты на своих условиях. Проект пытается предоставить этим сообществам технологии и навыки, необходимые для проведения такой науки.

«Мы считаем, что для всех будут огромные преимущества, если все люди будут представлены в пангеноме, но мы должны позволить людям двигаться в своем собственном темпе и принимать собственные решения», — сказал Эйхлер.

Первоначальная цель проекта — создать последовательности геномов 350 человек из разных популяций в течение следующих пяти лет. Исследователи будут использовать трудоемкий и длительный процесс, называемый секвенированием «длинных чтений» (long read), который позволяет картировать весь геном от начала до конца без ошибок. Предыдущие методы давали последовательности с множеством пробелов, часто пропуская большие сегменты генома. В конечном счете организаторы проекта надеются секвенировать тысячи геномов, чтобы зафиксировать как можно больше человеческого генетического разнообразия.

Долгосрочная цель — когда-нибудь позволить человеку в любой точке мира прийти в клинику, сдать образец ДНК для секвенирования. Затем индивидуальная последовательность пациента может быть сравнена с референсным пангеномом для характеристики его генотипа, предоставляя информацию о генетическом риске сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и других состояний.

Эйхлер предупредил, что до того, как такие тесты станут доступны для пациентов, могут пройти годы. «Мы только в начале. Многое нужно проработать. Но мы действительно верим, что это будущее генетики человека».