Ученые опубликовали первый человеческий «пангеном» — полную генетическую последовательность, которая включает геномы не одного человека, а 47. Этот проект был анонсирован международной группой ученых по геномике, которая попытается объединить невероятное разнообразие человеческой расы в единый эталонный геном. Команда надеется, что, включив в пангеном ряд этнических групп и групп населения по всему миру, они смогут более точно представить всех людей и болезни, которые могут их поражать, вместо небольших выборок, которые использовались ранее. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature.
Пангеном основан на десятилетиях работы над геномом человека, от первого эталонного генома человека в 2003 году до первого полностью полного генома человека в 2022 году. Эти первые характеристики всего генетического материала в хромосомах человека стали гигантским скачком вперед в современной науке — они позволили исследователям-эволюционистам сравнивать других животных с людьми, исследователям-медикам сравнивать людей с болезнью с эталонным геномом, чтобы определить лежащие в его основе механизмы, а исследователям-генетикам разрабатывать новые геномы на основе основ, созданных эталоном. Наличие эталона для сравнения всех новых генетических открытий жизненно важно и поддерживает почти каждый шаг вперед в понимании генетики, который мы сделали до сих пор.
За исключением одной проблемы с этими исходными референсными геномами — они обычно создаются из очень небольшой, очень специфической группы добровольцев, которые не представляют всю человеческую расу. Проект «Геном человека», в ходе которого был создан первый эталонный геном, планировал набрать 20 добровольцев для создания своей последовательности, но 93 процента его были склеены всего 11 добровольцами, а 70 процентов исходят от одного человека. Эти люди остаются анонимными, но все они были набраны из Буффало, штат Нью-Йорк, и поэтому не особенно хорошо представляли остальной мир.
Теперь все меняется. Первый проект пангенома — это только начало международных усилий по включению геномов как можно большего числа различных этнических групп и популяций, включая изолированные сообщества и максимальное разнообразие, которое может собрать команда. Этот первоначальный проект содержит ДНК 47 разных людей со всего мира (хотя, к сожалению, пока нет ни одного из Океании), но на следующем этапе мы надеемся увеличить их до 350. Это огромное мероприятие, которое требует времени, работы и большого количества усилий. деньги, но это сделает эталонный геном полностью применимым к гораздо большей части мира, чем в настоящее время.
«Пангеном, который представляет разнообразие всего человечества, — это цель», — сказал на пресс-конференции профессор Эван Эйхлер из Медицинской школы Вашингтонского университета и член консорциума по пангеномам. «Если у вас есть эталон, содержащий полную информацию обо всех распространенных вариациях, при анализе генома вашего следующего пациента ни одна из последовательностей не останется позади. В настоящее время, когда мы картируем последовательность пациента, часть этой последовательности — иногда значительная часть — не может быть нанесена на карту. Но теперь, когда у нас есть структура пангенома, по сути, цель такова, что вся информация о вариациях миллионов пациентов, секвенированных в будущем, теперь будет сопоставлена с эталоном».
Он не только более разнообразен, но и технология, использованная при создании пангенома, также позволила открыть невероятное количество новых генетических вариаций. По сравнению с исходным эталонным геномом GRCh38, команда добавила 119 миллионов пар оснований и 1115 дупликаций генов, что дает гораздо лучшую картину человеческого разнообразия.
«Существует множество форм редких заболеваний, которые не были объяснены, потому что не была решена сложность их вариаций», — продолжил профессор Эйхлер. «Прямо с места в карьер, механика того, как мы строим эти эталонные [геномы], существенно изменит открытие редких заболеваний или их генетических причин».
Ожидается, что пангеном поможет в обнаружении новых вариаций, вызывающих болезни, и поможет в существующих клинических испытаниях, в то время как команда продолжает добавлять различные линии предков. Хотя невозможно охватить все многообразие человечества одним эталонным геномом (каждое рождение ребенка вносит около 60-70 новых мутаций, которых даже нет у его родителей), можно получить небольшую выборку из каждой крупной популяции на глобус — при условии, что они согласны на секвенирование.