Геном разложил болезни по карте

Ученые построили новую генетическую карту изменений структуры человеческого генома

Николай Подорванюк
Новая генетическая карта свыше 11 тысяч изменений структуры человеческого генома позволила ученым связать 30 болезней с вариациями числа копий генов. Будущие работы должны помочь найти лечение большинства болезней на генетическом уровне.

Предрасположенность или повышенная устойчивость живого организма к заболеваниям во многом обусловлена различиями в числе копий соответствующих генов. Этот факт был установлен еще в 30-е годы XX века, когда было обнаружено, что мушки дрозофилы, у которых произошла дупликация гена Bar (то есть ген представлен более одного раза), имеют сужение глаз. Ученые давно мечтают связать все болезни человека с генами и вариациями числа копий генов,

ведь, зная эту информацию, можно было бы, воздействуя на гены, избавить человека от болезней.

Медленно, но верно исследователи движутся к своей цели. В четверг в журнале Nature опубликована статья международной группы ученых, в которой рассказывается о создании новой генетической карты изменений структуры человеческого генома. Целые сегменты кода могут оказаться или отсутствующими, или преумноженными в геномах разных людей, такие большие структурные изменения называются вариациями числа копий генов (CNV — от английского Copy Number Variations). Работа была сделана на основе изучения генома 450 человек.

В статье рассказывается об 11 700 выявленных вариациях числа копий генов, 30 из которых связаны с конкретными болезнями и такими индивидуальными признаками человека, как рост, индекс массы тела, склонность к курению, склонность к инфаркту миокарда, раку простаты, гепатиту B, шизофрении и чувствительности кожи к солнечным лучам.

Ученые признают, что на основе изучения текущих вариаций они не смогли выявить значительного количества таких, которые могли бы отвечать за склонность человека к диабету или сердечно-сосудистым заболеваниям.

«Эта работа в десять раз масштабнее, чем наша первая генетическая карта, опубликованная три года назад, — заявил один из авторов работы доктор Мэтт Херлес из кембриджского Института Сэнджера. — Важно, что мы также проассоциировали вариации с конкретными их проявлениями. Теперь они могут рассматриваться для изучения конкретных болезней в будущих исследованиях, подобных нашим. Но в этой области еще многое предстоит открыть и понять».

В астрономии существует такое понятие, как темная материя — совокупность объектов, которые не излучают достаточного для современных наблюдений количества электромагнитных волн, но косвенно наблюдаются по гравитационным объектам, которые составляют большую часть массы во Вселенной.

По аналогии с астрономией авторы статьи называют неизвестные им вариации числа копий генов и связанные с ними болезни и признаки человека «темной материей» генома.

Результаты, полученные учеными, показывают, что любые два генома различаются более чем на тысячу вариаций числа копий различных генов, что составляет 0,8% генома человека. Большинство из этих вариаций связаны с вышеупомянутыми дупликациями или делециями (удалением всего гена или утратой его части).

«Эта статья освещает одни из самых последних результатов в изучении генома человека. В ней подробно описываются вариации числа копий генов, что подтверждает правильность наших взглядов на эволюционную биологию, — утверждает профессор Джеймс Лапски, заместитель заведующего кафедрой молекулярной и человеческой генетики Бэйлорского колледжа медицины (США). — Это исследование дополняет каталоги, основанные на однонуклеотидных полиморфизмах — вариациях ДНК, отличающихся у разных людей на один нуклеотид. Геном человека — это его генетическая схема. Каждый из нас является уникальной личностью, сформированной изменениями в геноме и окружающей среде. Понимание этих изменений даст нам ключ к пониманию того, почему люди разные и почему они обладают разным здоровьем и страдают от разных болезней.

Своей работой мы добавили целое измерение в пространство понимания вариаций в человеческом геноме».

Авторы статьи на основе своих результатов получили минимальное значение частоты появления новых мутаций. По их данным, по меньшей мере один из 17 детей имеет в своем геноме новые вариации числа копий генов. Во многих случаях такие изменения не будут иметь серьезных последствий, но далеко не всегда. В статье говорится, что в будущем станет возможным, определив и зафиксировав информацию о «плохих» вариациях в базе данных, сравнивать с этой базой геном новорожденных детей и, таким образом,

у многих из них можно будет предотвратить тяжелую болезнь в раннем возрасте.

«Эта работа свидетельствует о большом прогрессе, но пока ученые ищут только самые общие вариации, — прокомментировал статью Стивен Шерер, научный сотрудник детского госпиталя в Торонто, один из авторов статьи. — Есть много вариаций, которые имеют реальные клинические последствия, и для их обнаружения нужны еще более масштабные исследования. Но, так как в последние годы были получены реальные результаты в поиске связи болезней с вариациями числа копий генов, можно ожидать новых результатов в ближайшем будущем».