Международная команда ученых картировала 95 процентов наследственной изменчивости, которая может произойти в любом человеке, закончивпервая фаза этих 1 000 Проектов Геномов, стремящихся производить всесторонний общественный ресурс, чтобы помочь исследователям учитьсявсе типы наследственной изменчивости, которая могла бы вызвать болезнь у людей.Карта и счет того, как консорциум позади проекта собрал его, появляются в работе, опубликованной в проблеме 28 октябряжурнал Nature.Многие варианты уже были идентифицированы, но больше чем половина является новой: до сих пор 95 процентов в настоящее время измеримоговарианты в любом человеке были найдены, и, когда закончено, проект идентифицирует больше чем 99 процентов всего человекаварианты.
Новая карта также включает некоторые неожиданности.Например, исследователи нашли, что в среднем, каждый из нас имеет между 250 и 300 генетическими изменениями, которые вызвали бы генпрекратить работать должным образом, подтверждая, что ни один из нас не имею «совершенный» геном. Другое удивление состояло в том, что каждый человек несетмежду 50 и 100 наследственной изменчивостью, уже связанной с наследственной болезнью.
Однако, потому что каждый из нас несет две копии гена, один от каждого биологического родителя, возможности состоят в том, что мы остаемся здоровыми, какдолго, поскольку одна из копий в порядке.А также смотря на общие варианты, исследователи посмотрели подробно на геномы двух семей трех участников каждый:мать, отец и дочь.Они определили местонахождение новых вариантов в дочерях, не присутствовавших ни в одном из их родителей.
Это помогло им определить уровеньиз мутации ДНК у людей, которую они решили, чтобы быть приблизительно 60 новыми мутациями за поколение (т.е. варианты, которые не являютсяпереданный от родителей, но все еще «ошибки» по сравнению с «совершенным» геномом).Работа была распространена через три предварительных исследования, где исследователи использовали технологии упорядочивания ДНК следующего поколения, чтобы картироватьнаследственная изменчивость у 180 человек.Доктор Ричард Дербин, Института Wellcome Trust Sanger и сопредседательствует консорциума, сказал СМИ что предварительные исследованияположили «критически настроенное начало» изучению наследственной изменчивости среди людей.Предварительные исследования доказали технологии и принципы, таким образом, ученые могут теперь нажать на и упорядочить ДНК 2 500люди от различного населения во всем мире, чтобы создать всестороннюю, публично доступную карту наследственной изменчивости кподдержите будущее исследование генетики, добавил он.
Эти 1 000 Проектов Геномов начались в 2008 и по-разному финансируются многочисленными фондами и национальными правительствами; это будетстойте приблизительно $120 миллионам более чем пяти лет, и заканчивается в 2012.Проект отличается от многих крупномасштабных проектов генома, в которых его основная цель состоит в том, чтобы создать общественный ресурс, использующий образцыот многого народонаселения, полученного с информированным согласием, позволяющим свободный выпуск данных без ограничения на использование.
данные, уже полученные, использовались в многочисленных исследованиях, смотрящих на генетику болезней.Это напоминает «карту Google» генома человека, с которым за следующие два года или так заполнит все большедеталь.Доктор Давид Альтшулер, Заместитель директора Широкого Института Гарварда и MIT, и также сопредседательствования проекта, сказал этосоздание данных, в свободном доступе ученым, уже влияет на исследование в области редких и распространенных заболеваний.
«Компании биотехнологии развили продукты генотипирования, чтобы проверить общие варианты из проекта для роли в болезни», сказалАльтшулер, добавляя, что:«Каждое изданное исследование с помощью упорядочивания следующего поколения, чтобы найти мутации редкого заболевания и тех при раке, привыкло данные проекта дляотфильтруйте варианты, которые могли бы затенить их результаты."
Следующая фаза проекта, разработанного как версия более широкого масштаба пилотов, идет уже полным ходом с помощью данных, собранных отбольше чем 1 000 человек.ДНК человека включает четыре химических единицы или «основы»: аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T). Вообразитеалфавит только с четырьмя письмами и геном человека, являющийся огромной инструкцией по эксплуатации для создания человека, но письменный только вэтот алфавит.
Наследственная изменчивость в инструкции по эксплуатации или геноме происходит, когда «основы» появляются в различном заказе. Изменения могут бытьмелкий масштаб, эквивалент двух различного правописания того же «слова» в том же месте в «инструкции по эксплуатации», или они могутбудьте крупномасштабными, как секция из одной главы руководства, вынимаемого и вставленного посреди различногоглава.
Мелкомасштабные изменения, где единственная основа заменяется различной, называют SNP (объявленный «надрезом»), короткий дляединственный полиморфизм нуклеотида. Изменения более широкого масштаба состоят в том, где, например, целые секции хромосомы дублированыили перемещенный к другому положению на геноме.Такая наследственная изменчивость среди людей, даже маленьких, может помочь объяснить, почему у некоторых из нас есть более высокий риск развитияопределенные болезни как диабет или рак, чем другие.
Кроме того, некоторые изменения распространены, и некоторые редки.Существует два способа, которыми ученые могут создать «карту» всех этих изменений: путем сравнения людей, и путем сравнениянаселение.До сих пор консорциум изучил население с европейскими, западноафриканскими и восточноазиатскими предками.В этих трех пилотах они упорядочили целый геном 179 человек и кодирующие белок гены 697 человек.
Используя последние технологии упорядочивания ДНК и выполнение работы в девяти центрах проекта на различных континентах, нихупорядоченный каждая область несколько раз, собирая более чем 4,5 terabases последовательности ДНК (это – 4,5 миллиона, миллион основыписьма).Карта изменений имеет приблизительно 15 миллионов SNPs, 1 миллион коротких изменений вставки/стирания и больше чем 20 000 более широких масштабовструктурные изменения.Технологии, которые использовали исследователи, используют инновационные компьютерные методы, чтобы организовать, сохранить, проанализировать и разделить ДНКупорядочивание данных.
Когда проект начался, технология упорядочивания ДНК была дорогой, и ученые сделали две вещи сдержать затраты:они объединили частичные данные по многим людям, и они сосредоточились только на той части генома, кодирующего длябелки.Они тогда калибровали эти методы против данных «о золотом стандарте», произведенных более полностью в большей точности, и показали этоони работали достаточно хорошо и дополнили каждого, таким образом, работа могла идти вперед в экономически эффективном темпе.Они решили продолжить эти два метода в полномасштабном проекте потому что даже при том, что стоимость упорядочивания ДНКснижается, это все еще довольно дорого.Исследователи сделали данные от пилотов и полномасштабного проекта в свободном доступе на веб-сайте проекта www.1000genomes.org.
«Карта изменения генома человека от упорядочивания масштаба населения».Эти 1 000 консорциумов проекта геномов.Природа, Том 467, стр 1061-1073, изданный 28 октября 2010.DOI:10.1038/nature09534
Дополнительные источники: Новости Природы, Институт Wellcome Trust Sanger.