Първият човешки пангеном съдържа геномите на 47 представители на расови и етнически групи

Първият колективен геномен портрет на човечеството, който отразява най-пълно характерното му генетично разнообразие, е готов. Дело е на Референтния консорциум за човешки геном (HPRC) – международна група, чиято дейност финансира Националният институт за изследване на човешкия геном (NHGRI), САЩ.

Пангеномът или геномният портрет на човечеството

Първият пангеном включва геномните последователности на 47 души, а тъй като всеки човек носи сдвоен набор от хромозоми, той реално включва 94 геномни последователности.

Последователностите се различават при отделните индивиди. Малките разлики са всъщност причината за уникалността на всеки човек. Те предоставят информация за здравето му, помагат да бъдат диагностицирани заболявания, прогнозират резултати и дават насоки за лечение.

За да разберат геномните разлики, учените създават референтни човешки геномни последователности, задачата на които е да служат като стандарт, който да е основа за сравняване, сглобяване и изследване.

Оригиналната референтна последователност на човешкия геном е ясна от две десетилетия. Напредъкът на технологиите позволява тя да бъде редовно актуализирана, а учените не само коригират грешките, но и откриват нови и неизследвани части от генома.

Проблемът е, че той е ограничен по отношение представянето на разнообразието на човешкия вид, защото се състои от геномите на около 20 души, а по-голямата част от референтната последователност е само на един човек.

Адам Филипи, старши изследовател в отдела за изчислителна и статистическа геномика на NHGRI и един от авторите на основното изследване, подчертава, че тъй като всеки има уникален геном, използването само на една референтна геномна последователност за всеки човек може да доведе до неравнопоставеност при анализите.

„Например, прогнозирането на генетично заболяване може да не работи толкова добре за някой, чийто геном е по-различен от референтния“, пояснява той.

Пропуските в текущата референтна последователност показват липсваща информация особено в областите, които се повтаря и са трудни за четене. В същото време откритието на последователност на ДНК, която чете по-дълги участъци при това наведнъж, помага на учените да запълнят празнините и по този начин да създадат първата пълна последователност на човешкия геном. Тя е публикувана през март 2022 г. Изследователите подчертават, че наличието на последователност от приблизително 3 милиарда бази в ДНК има решаващо значение, за да бъде разбран пълният спектър от човешки геномни вариации от една страна, а от друга да се види какъв е генетичният принос за определени заболявания.

>>>Завършено е разшифроването на целия човешки геном

Всичко това е в основата на настоящото постижение. За него учените използват усъвършенствани изчислителни техники, с които подравняват различните последователности на генома.

Конструират и нова препратка към човешкия пангеном. Всяка група в него покрива повече от 99% от очакваната последователност като го прави и със същия процент точност. В основата му е предишната референтна последователност, но към нея вече са добавени над 100 000 000 нови бази (букви) на ДНК.

>>>Незабелязан седем десетилетия механизъм съхранява информация в ДНК

И ако старата последователност е линейна и единична, то новият пангеном представлява множество различни версии на последователността на човешкия геном едновременно. Така учените имат по-мащабна гама от възможности за използването му, когато правят анализи на други последователности.

Мобин Асри, доктор по философия в Калифорнийския университет и друг от авторите, дава разяснения затова: „Като използваме препратката към пангенома, ние можем да идентифицираме по-точно много по-големи, структурни геномни варианти. Може още да намерим варианти, които не са открити с помощта на предишни методи, които зависят от линейни референтни последователности“, казва той и уточнява, че структурните варианти включват хиляди бази.

Пангеномът ще позволи на учените да представят десетки хиляди нови геномни варианти, които до този момент са били недостъпни.

>>>ДНК тест успява да идентифицира близо 50 редки болести

Това от своя страна ще ускори клиничните изследвания, посветени на търсенето на отговори за връзката между гените и болестите.

За смисъла на пангенома и неговото бъдещето

Директорът на Националния институт за изследване на човешкия геном Ерик Грийн формулира ясно ползите.

„Както учените, така и клиницистите имат нужда от достъпа до стандарт, който отразява цялото генетично разнообразие, характерно за човешката популация като цяло. Създаването на пангеном ще ни позволи да направим такива стандарти достъпни и полезни за всички хора, а това от своя страна ще ни помогне за намалим разликите в качеството на здравеопазването при различните популации.“

Не по-малко значим е и фактът, че изследването и анализът на вариантите ще подобри разбирането на учените за природата и механизмите на развитие на много редки генетични заболявания.

Следващата цел, която учените си поставят, е до средата на 2024 г. да включат геномните вариации на нови над 350 души, представители на различни народи, а до края на проекта броят им да достигне 700. Това, смятат генетиците, ще направи колективния геномен портрет на човечеството още по-прецизен и реалистичен.

През следващите години предстои създаването на още няколко пангенома.