ДНК Денисовых влияет на иммунную систему современного населения Океании
Было обнаружено более 120000 новых генетических вариаций человека, которые влияют на большие участки ДНК, некоторые из которых связаны с иммунным ответом, восприимчивостью к болезням или пищеварением. Ученые из Wellcome Sanger Institute выявили эти изменения, затрагивающие множественные основания ДНК, известные как структурные вариации, в исследовании самых разнообразных популяций в мире, изученных до настоящего времени. Это включало различия в важных с медицинской точки зрения генах в популяциях Папуа-Новой Гвинеи, которые были унаследованы от денисовских предков, сообщает медицинский портал forumssity.ru.
Ресурс, опубликованный сегодня в Cell (11 июня), добавляет новые участки последовательности к эталонному геному человека, мировому стандарту для всей генетики человека, который, тем не менее, неполон. Эти неизвестные ранее вариации в важных с медицинской точки зрения генах, которые могут повлиять на эффективность медицинского лечения в определенных группах населения, станут ценным ресурсом для области точной медицины во всем мире.
Структурные вариации - это генетические изменения, которые могут охватывать от нескольких до миллионов пар оснований ДНК и, следовательно, особенно вероятно, влияют на функционирование генов. Некоторые гены, такие как те, которые влияют на иммунный ответ, считаются «важными с медицинской точки зрения». Изменения ДНК, влияющие на функционирование этих генов, могут привести к проблемам со здоровьем или повышенной устойчивости или восприимчивости к определенным заболеваниям.
До настоящего времени большинство крупномасштабных генетических исследований, как правило, были сосредоточены на изменениях, затрагивающих отдельные пары оснований ДНК.
Ученые из Wellcome Sanger Institute ранее провели секвенирование 911 геномов из 54 географически, лингвистически и культурно разнообразных популяций со всего мира, и теперь искали структурные различия * в этих последовательностях.
Последовательности сравнивали с эталонным геномом человека для создания каталога структурных вариаций, более трех четвертей которых ранее были неизвестны. Затем группа исследовала, насколько распространены эти структурные различия в каждой из 54 популяций, и какие из них были унаследованы от предков неандертальцев или денисовцев.
Среди 126 018 обнаруженных структурных вариаций были важные с медицинской точки зрения вариации, унаследованные от предков денисовцев в популяциях Океании из Папуа-Новой Гвинеи и поблизости, включая высокочастотную делецию в гене AQR, которая играет роль в обнаружении вирусов и регуляции противовирусного иммунного ответа.
Мохамед Алмарри, первый автор исследования и аспирант в Wellcome Sanger Institute, сказал: «Анализируя геномы недостаточно изученных популяций, мы смогли обнаружить высокочастотные структурные вариации, не обнаруженные в предыдущих крупномасштабных проектах секвенирования. Несколько из них находятся в важных с медицинской точки зрения генах, которые говорят нам, как популяция развивалась, чтобы противостоять определенному заболеванию или почему они могут быть восприимчивыми к другим. Это жизненно важные знания, которые помогут гарантировать, что лечение может быть адаптировано к каждой конкретной популяции ».
Другие заметные структурные различия были обнаружены в ходе исследования, которое, наряду с существующими знаниями об эволюции человека и роли конкретных генов, проливает свет на эволюцию отдельных популяций.
Было обнаружено, что жители Каритианы, проживающие в современной Бразилии, несут в себе ген гена MGAM, который влияет на переваривание крахмала. Диета Karitiana основана на рыболовстве, охоте и сельском хозяйстве, поэтому снижение усвоения крахмала, вероятно, невыгодно и поэтому удивительно. Считается, что несчастье, возможно, сконцентрировало эту вариацию в небольшом населении, которое пережило демографический кризис в течение последних 5000 лет.
Команда также обнаружила новые «убегающие дубликаты», где популяции эволюционировали, чтобы нести несколько копий генов. Например, все африканские популяции, включенные в исследование, имели несколько копий гена HPR, который связан с устойчивостью к сонной болезни **. Наибольшее количество копий (до девяти) было в Центральной и Западной Африке, где эта болезнь наиболее распространена.
Доктор Эд Холлокс, эксперт в этой области из Университета Лестера, сказал: «Это очень ценное исследование, показывающее важность структурных изменений генома человека в генетическом разнообразии людей во всем мире. Работа поддерживает концепцию, которая заключается в том, что некоторые человеческие адаптации к различным средам происходят из-за потери или усиления целых генов или частей генов. Структурные изменения могут быть сложными, чтобы найти, и это исследование также предоставляет обоснованный набор структурных изменений, который будет служить важным трамплином для будущих исследований. "
Исследование добавляет почти два миллиона вновь идентифицированных пар оснований к последовательности эталонного генома человека. Поскольку человеческий эталонный геном был собран из небольшого числа людей, области ДНК, которые не присутствовали у этих людей, отсутствуют в эталонной последовательности.
Команда воссоздала 25 разнообразных человеческих геномов с нуля, используя последние технологические инновации, называемые сборкой генома de novo. Путем непосредственного сравнения этих собранных геномов с эталоном, исследователи смогли идентифицировать отсутствующие последовательности, присутствующие в нескольких популяциях. Это иллюстрирует ограничение единственного человеческого эталона и потребность в высококачественных эталонных геномах из разных популяций.
Д-р Yali Xue, недавно вышедший на пенсию из Института Wellcome Sanger, сказал: «Структурные варианты являются сложными, но очень важными с функциональной, эволюционной и медицинской точек зрения. Обнаружение этих новых структурных вариаций обеспечивает один из самых богатых ресурсов такого рода вариаций, который до сих пор, который не только предлагает уникальную информацию об истории популяций и улучшает используемый в настоящее время эталонный геном человека, но также существенно улучшит будущие медицинские исследования ".
Предыдущая статья
Следущая статья
Вернуться