Геном человека разнообразнее, чем считалось раньше

Геном человека разнообразнее, чем считалось раньше

Во время удвоения ДНК могут возникать различные ошибки:

не только замена одного нуклеотида на другой, но и перенос, удвоение или потеря участка ДНК.

Большинство таких изменений не затрагивает жизненно важные гены и поэтому не отсеивается естественным отбором.

В результате в любой крупной популяции (например, человеческой) обнаруживается много разных версий последовательности ДНК, или, как их часто называют, структурных вариантов генома (СВГ).

Структурные варианты генома отличаются друг от друга формой и степенью изменений, происхождением и функциональным воздействием на организм.

Несмотря на прогресс в описании СВГ человека, данные об их нуклеотидной архитектуре оставались фрагментарными.

И вот учёные Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге (Германия) в сотрудничестве с другими научными институтами провели детальный анализ полных последовательностей геномов 185 людей.

Сравнение обнаружило, что существенная часть генома человека отличается у разных индивидуумов.

Всего было обнаружено 22 тысячи 25 делеций и 6 тысяч дополнительных СВГ, включая вставки и тандемные дупликации генетического материала.

Для большинства СВГ получены точные нуклеотидные последовательности.

Построены карты «горячих точек» генома, где СВГ встречаются наиболее часто.

Работа, результаты которой опубликованы в последнем номере журнала Nature, проводилась в рамках проекта «1000 геномов».

Авторы обнаружили более тысячи СВГ, нарушающих последовательность одного или более генов.

Такие СВГ могут быть связаны с генетическими заболеваниями, поэтому знания об их точной локализации помогут клиническим генетикам при выявлении мутаций у пациента.

«Знания о точных генетических последовательностях СВГ и их окружении в геноме могут помочь найти генетические причины ещё не объяснённых заболеваний, – цитирует руководителя работы Яна Корбела (Jan Korbel) портал ScienceDaily.

– Это поможет нам понять, почему одни люди остаются здоровыми до старости, тогда как у других заболевания развиваются на раннем этапе их жизни».

Учёные получили беспрецедентный по масштабам каталог генетических вариаций, проливающий свет на причины того, почему одни участки генома мутируют чаще других.

Оказалось, что делеции (потери участков ДНК) и инсерции (вставки этих участков) происходят в разных участках генома и обеспечиваются разными молекулярными механизмами.

Например, крупномасштабные делеции происходят в тех областях генома, где часто образуются разрывы цепи ДНК, и при их объединении утрачивается часть генетического материала.

«Мы обнаружили 51 горячую точку, где определённые геномные перестройки, такие как крупные делеции, по всей видимости, происходят особенно часто, – говорит Корбел.

– Известно, что шесть из этих точек связаны с такими генетическими заболеваниями, как синдром Миллера-Дикера, врождённое заболевание головного мозга, приводящее к смерти ребёнка».

В ходе предыдущих исследований уже была установлена связь между СВГ и многими генетическими заболеваниями, такими как дальтонизм, шизофрения и некоторые формы рака.

Однако из-за больших размеров и сложности последовательности ДНК структурные варианты определялись с трудом.

В данном исследовании учёные преодолели эти трудности, разработав новые вычислительные методы, которые позволили им определить точное местоположение крупномасштабных СВГ.

07.02.11

Щеглов Илья

Информнаука: Биотехнологии

Источник информации:

nature

Ryan E. Mills, Klaudia Walter, Chip Stewart, Robert E. Handsaker, Ken Chen, Can Alkan, Alexej Abyzov et al. Mapping copy number variation by population-scale genome sequencing. Nature, 2011; 470 (7332): 59 DOI: 10.1038/nature09708.