Опубликован первый «пангеном», включающий все разнообразие человечества.

Исследователи публикуют предварительные результаты продолжающихся усилий по охвату всей генетической изменчивости человека.

Человеческий пангеном представляет собой набор генетических последовательностей от разнообразной когорты людей.

 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. Более чем через 20 лет после выхода первого проекта генома, в рамках эпохального проекта «The Human Genome Project, HGP» (Геном человека), исследователи опубликовали проект человеческого «пангенома» – моментальный снимок того, что может стать новым ориентиром для генетических исследований. Проект отражает больше человеческого разнообразия, чем было доступно ранее. Генетики приветствовали эту веху, а также подчеркнули ключевые этические соображения, связанные с попытками сделать исследования генома более всеобъемлющими.

– Это все равно, что перейти с черно-белого телевидения на разрешение 1080p», – говорит Кеолу Фокс (Keolu Fox), специалист по геномам из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

– Это то, чего мы все ждали, – говорит Эме Лумака  (Aimé Lumaka), генетик, из Университетов Льежа в Бельгии и Киншасы в Демократической Республике Конго

– В текущем эталонном геноме отсутствует не только часть геномной информации, но, что наиболее важно, в нем отсутствует разнообразие, – говорит он.

Проект генома, опубликованный в журнале Nature 10 мая, был подготовлен HPRC (Human Pangenome Reference - Справочный консорциум по пангеному человека).  Это международный проект, запущенный в 2019 году, направлен на отображение всей генетической изменчивости человека, создание всеобъемлющего эталона, с которым генетики смогут сравнивать другие последовательности. Такой справочник помог бы исследованиям, изучающим потенциальные связи между генами и болезнями.

Проект «пангенома» следует за публикацией в 2022 году первой полной последовательности генома человека, которая заполнила пробелы, оставленные первоначальным проектом «Геном человека». Но, в отличие от первоначального проекта «генома человека» и его преемника, оба из которых были получены в основном из ДНК только одного человека, проект «пангенома» представляет собой коллекцию последовательностей от 47 человек со всего мира, включая людей из Африки, Америки, Азии и Европы.

Эймир Кенни (Eimear Kenny), генетик из «Медицинской школы Икана на горе Синай» в Нью-Йорке (Icahn School of Medicine at Mount Sinai) , и ее коллеги выровняли математически все эти последовательности, чтобы сформировать «график пангенома», концептуально похожий на карту лондонского метро, на которой ветвящиеся пути указывают на генетическую изменчивость. Исследователи обнаружили, что пангеном позволил им идентифицировать вдвое больше структурных вариантов, – крупных изменений в геноме, таких как дупликации или делеции (утраты сегментов) генов, – на человека, чем это возможно при использовании оригинального линейного эталонного генома. Команда намерена проанализировать последовательности 350 человек к середине 2024 года.

Многие из анализируемых образцов взяты у людей, которые принимали участие в проекте «1000 геномов», – попытке секвенирования, начатой в 2008 году для составления карты генетических вариаций в 26 различных популяциях. Замороженные образцы ДНК участников размораживаются и повторно анализируются консорциумом «Пангеном» с использованием более подробной методики, называемой «секвенирование с длительным чтением». При этом анализируются более длинные участки ДНК за один раз по сравнению со старыми методами секвенирования, и можно различать пары хромосом одного и того же человека.

– Это подход с гораздо более высоким разрешением, говорит Фокс.

Формы соглашения, подписанные участниками во время проекта «1000 геномов», охватывают повторный анализ их образцов, и во время пресс-конференции Кенни и другие исследователи из консорциума заявили, что проект принимает дальнейшие меры для обеспечения этичного сбора и использования генетических данных. 

– Например, консорциум обязался не включать людей, являющихся членами коренных племен или других групп, у которых есть официальная политика, препятствующая передаче образцов, – сказала Кенни.

Этические соображения

Однако некоторые исследователи, включая Фокса, обеспокоены тем, что проект рискует повторить сомнительные с этической точки зрения практики из других крупномасштабных проектов по генетическому разнообразию. 

– Мы, конечно, будем расширять знания о структурных вариациях человека с помощью новых наборов данных и новых инструментов. Прогресс, к которому мы должны стремиться,  заключается в справедливом привлечении представленных не в полной мере сообществ к этой работе, – говорит Кристал Цосие (Krystal Tsosie), генетический эпидемиолог и специалист по биоэтике из Университета штата Аризона в Темпе. 

Латифа Джексон (Latifa Jackson), генетик из Университета Говарда в Вашингтоне, отмечает, что проект «1000 геномов» частично опирался на образцы, собранные за много лет до его запуска. 

– Я обеспокоена тем, что во многих участвующих в пангеноме местах есть образцы, которые были собраны в 1980-х годах при очень разных политических и социальных структурах, – говорит она. – Нам нужно пересмотреть идеи согласия, особенно в отношении образцов, собранных 30-40 лет назад при совсем других властных структурах.

– Мы признаем, что эта работа находится на переднем крае геномных исследований и имеет специфические особенности, включая открытый доступ к данным, которые требуют пристального внимания, и что приложения могут поднимать этические, юридические и социальные вопросы – сказала Кенни на пресс-конференции.  – Мы опирались не только на наш собственный опыт, но и на работу ученых и организаций по всему миру, чтобы быть в курсе многих подводных камней и систематически анализировать другие усилия с целью извлечения уроков, которые мы можем привнести в эту новую инициативу.

Кенни добавила, что консорциум надеется привлечь новых участников исследования в рамках своих усилий по максимизации разнообразия среди запланированных 350 геномов. Сюда войдут участники, привлеченные через систему здравоохранения в таком большом городе, как Нью-Йорк, в котором есть люди почти из всех стран мира благодаря миграции и образующимся диаспорам,  – сказала Кенни.

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.

10 мая 2023 Nature 

Подписываться

Хотите быть в курсе всех новостей из мира биотехнологий, открытий в медицине и перспектив продления жизни и бессмертия?


https://t.me/kriorus_official