64 пълни генома за по-добро изучаване на генетичното разнообразие при хората

  Международно проучване, публикувано в Science, реконструира 64 копия на геноми, получени от непрекъснати дълги последователности и дава по-точна представа за генетичните вариации в човешките популации.

 

Реконструкцията на 64 копия на геноми от дълги непрекъснати последователности осигурява по-точна представа за генетичните вариации в популациите от хора.

 Проектът за човешкия геном не би бил възможен без разработването на техники за секвениране, които да позволяват подобрение на ефективността при четене и интерпретация на ДНК веригите, съставляващи генома.

Масивното секвениране направи важен поврат за успех на проекта, позволявайки анализ на милиони фрагменти от ДНК едновременно. Съвсем наскоро възможността за секвениране на дълги фрагменти от генома предлага стратегия за улавяне на човешкото генетично разнообразие с по-висока разделителна способност, както се вижда от скорошно проучване, публикувано в Science. В работата изследователите представят 64 хаплотипа, получени от 34 различни индивида. Значимостта на изследването се крие във вида на анализираните проби и стратегията, използвана за реконструкция на геномите.

На първо място, ДНК пробите бяха избрани така, че да представят 26 различни човешки популации по начин, по който да обхванат значителна част от човешката генетична променливост.

Що се отнася до използваната стратегия, сглобяването на хаплотиповете или копията на геноми се извършва директно за всеки човек, без да се прибягва до последователността при родителите им. Всеки човек има две копия от своя геном, едно, което получава от бащата, и едно, което получава от майката, поради което за да се възстановят двете копия от малките фрагменти, които се получават чрез най-широко разпространените технологии за масово секвениране, обикновено се сравнява генома на индивида с този на неговите родители. В този случай обаче, екипът използва дълги последователности на фрагменти от ДНК и strand-seq, механизъм, който позволява разделянето на дългите четения според хромозомата, към която принадлежат, за да получи директно хаплотиповете.

Методът на получаване на хаплотипипове от екипа позволява по-точно да се регистрира генетичната вариация на един геном. Например, тя позволява да се идентифицират структурни вариации, които досега не са могли да бъдат разрешени чрез кратките четения, с които обичайно се реконструират геномите. Изследователите са идентифицирали 107 590 от тези структурни варианти, от които 68% не са били открити чрез секвениране с къса последователност. Те също така са изчислили, че по-голямата част от тези варианти произтича от мутационни механизми, основани на сходството между хромозомите.

„Навлязохме в нова ера на геномиката, при която цели човешки геноми могат да бъдат секвенирани с вълнуващи нови технологии, които осигуряват по-точни и съществени разчитания на ДНК бази“, казва Скот Дивайн, професор по медицина в Университета на Мериленд и член на Института на науката за генома към същия университет. "Това позволява на изследователите да проучват области от генома, които преди това не са били достъпни, но са свързани с характеристиките и болестите на човека."

Сред приложенията на резултатите се откроява възможността за идентифициране на нови варианти, свързани с количествени характеристики или заболявания на човека. Получените хаплотипове също ще могат да определят по-точно как се развиват популациите чрез подобряване на оценката на степента на мутация и генетичната стратификация на различни човешки популации. Пример за неговия потенциал е откриването при изследване на 117 генни области, в които честотата на алелите се различава между популациите, които авторите на работата разглеждат като области-кандидати за локална адаптация.

Referencia: Ebert P, et al. Haplotype-resolved diverse human genomes and integrated analysis of structural variation. Science. 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.abf7117

Fuentes: UM School of Medicine Researchers Participate in Landmark Study Detailing Sequencing of Full Human Genomes to Better Capture Genetic Diversity. https://www.medschool.umaryland.edu/news/2021/UM-School-of-Medicine-Researchers-Participate-in-Landmark-Study-Detailing-Sequencing-of-Full-Human-Genomes-to-Better-Capture-Genetic-Diversity.html

Автор: Amparo Tolosa, Genotipia

Превод от испански: Лиляна Петрова

Източник: 64 genomas completos para estudiar mejor la diversidad genética humana