Наиболее полное видение генома человека на сегодняшний день ускорит диагноз редких заболеваний и рака

Испанские исследователи из Центра геномной регуляции участвовали в создании Каталог генетических вариаций более завершен на сегодняшний день расшифровка некоторых из самых сложных регионов, чтобы идентифицировать и забыть Человеческий геномПолем Этот аванс, который опубликован в эту среду в двух статьях в журнале «Nature», позволит ускорить диагноз Редкие заболевания и ракПолем

«Каждый человеческий геном имеет около 25 000 структурных вариантов, но только один – это тот, который вызывает болезнь, поэтому необходимо ограничить пространство поиска, провести скрининг вариантов. С текущими ссылками вы можете перейти с 25 000 до нескольких тысяч, но она все еще ищет иглу в стоге сена. Благодаря этой новой ссылке, которую мы выпускаем с этой работой Мы ограничиваем пространство поиска менее чем 200 вариантами кандидатовкоторый значительно облегчает генетический диагноз в клинической практике »,-пояснил доктор Бернардо Родригес-Мартин, соответствующий соавтор исследования во время пресс-конференции для представления результатов.

«Эта работа является наиболее полной ссылкой на структурную генетическую вариацию генома человека на сегодняшний день. Это прогресс в отношении персонализированной медицины, основанной на геномной информации », – добавил он. Эксперт заверил, что уже существуют такие больницы, как Сант Джоан де де, которая сотрудничает с CGR, которые используют эти технологии для диагностики редких заболеваний у детей.

Кроме того, эти новые технологии могут быть применены при изучении мутаций, которые генерируют ракПолем «У 15% пациентов нет причинно -следственной мутации рака, и это может быть связано с тем, что предыдущие технологии не смогли его найти. Другая великая проблема – это понять мутация, которая накапливается на протяжении всей нашей жизни. Эта технология позволяет нам понять, как мы накапливаем мутации, пока мы стареем и из -за экологических факторов и факторов образа жизни с беспрецедентным разрешением », – добавляет исследователь, который признает, что одним из ограничений является все еще высокая стоимость секвенирования.«Секвенирование генома составляет тысячу евроПолем За последние пять лет он был значительно сокращен, как пять раз, поэтому мы можем представить себе не столь отдаленное будущее, примерно через 5 лет, когда цена была достаточно снижена, и на несколько сотен евро мы можем последовать геном с этой технологией », – заключает он.

В 2003 году геном человека был секвенирован впервые. Затем было обнаружено, что 60% генома представляют собой повторяющуюся ДНК, но оставшиеся 8% разрешены, не разрешая его сложности. В 2015 году проект «1000 геномов» секвенировал более 1000 человеческих геномов в 26 популяциях мира, но ограничение этих технологий, способных читать только ДНК в очень коротких фрагментах, оставили большие области генома без изучения. В период с 2021 по 2023 год полный геном человека разрешен благодаря долгосрочной тенкологии, но в одной ссылке, и проект «Пангенома» возникает для расширения количества ссылок с 47 особей из 5 континентов.

Теперь исследователи значительно расширили каталог известных генетических вариаций человека. Наборы данных, полученные в результате этих двух работ, опубликованных в среду «Nature» составляют Наиболее полное общее видение генома человека на сегодняшний деньПолем Первая статья, направленная совместно Европейской лабораторией молекулярной биологии (EMBL), Генрих Хейн Хейн из Дюссельдорфа (HHU) и Центр геномной регуляции (CRG) Барселоны, проанализировал Геномы 1019 человек, извлеченных из 26 популяций из пяти континентов.

Исследователи специально искали структурные варианты в геноме человека. Это большие фрагменты ДНК, которые были устранены, дублированы, вставлены, перевернуты или реорганизованы. Различия в структурных вариантах между людьми могут подразумевать изменения в тысячах букв ДНК одновременно, которые часто аннулируют гены и способствуют развитию многих редких заболеваний и рака.

Команда нашла и классифицировала более 167 000 структурных вариантов в 1019 человекДублируя известное количество структурных изменений в человеческом пироге, ссылка, которая объединяет ДНК многих людей, а не зависит от одного генома. Каждый человек имел медиана из 7,5 миллионов букв структурных изменений, что подчеркивает большое количество геномного издания, которое природа работает самостоятельно.

«Мы нашли Скрытые генетические вариационные сокровища В этих популяциях, многие из которых были пересмечены в предыдущих справочных наборах. Например, 50,9 % вставок и 14,5 % изделий, которые мы обнаружили, не сообщалось в предыдущих вариантных каталогах. Это важный шаг для Составить слепые точки в геноме человека и уменьшить предвзятость, которая давно предпочитала геномы европейского происхождения, и прокладывает путь к терапии и тестам, которые работают одинаково у людей во всем мире »,-говорит доктор Бернардо Родригес-Мартин.

Приблизительно три из пяти (59%) обнаруженных вариантов были представлены менее чем у одного процента людей, что является важным редким уровнем диагноза генетических заболеваний, поскольку это может помочь Отфильтруйте безвредные вариации с большей эффективностьюПолем В тестах новый эталонный набор уменьшает список подозрительных мутаций десятков тысяч до нескольких сотен, что ускоряет диагноз редких генетических синдромов и других видов заболеваний, таких как рак.

Бернардо Родригес-Мартин начал работать над проектом в лаборатории Яна Корбеля в EMBL и завершил его после переезда в CRG, чтобы основать свою собственную группу. Разработка Svan, программное обеспечение, которое классифицирует каждое изменение ДНКтакие как «дополнительная копия» или «устранение фрагмента», что помогает команде анализировать генетические данные, чтобы различить новые закономерности.

Сван показал, что более половины недавно нанесенного разнообразия в геноме человека обнаружены в Высоко повторяющиеся сегменты ДНК, детали генома, которые ранее считались мусором или слишком сложно изучать. «Повторные элементы представляют собой богатый и ранее игнорируемый резерв генетического разнообразия. Они являются ключевыми главными героями человеческого разнообразия, болезней и эволюции »,-говорит Эмилиано Сотело-Фонсека, докторант CRG и соавтор первого исследования.

Прыгающие гены

Эти повторяющиеся сегменты ДНК включают мобильные элементы, также известные как “Saltoines” из -за его способности повторять в геноме. Исследователи обнаружили, что среди тысяч подвижных элементов генома человека большая часть мутагенеза зародышевой линии вытекает из активности нескольких десятков очень активных элементов.

Например, было обнаружено, что особенно гиперактивный элемент Line-1 похитил мощный регуляторный переключатель, чтобы произвести гораздо больше копий себя, чем обычно, рассеяв дополнительный генетический материал в ДНК многих людей. Исследователи наблюдали подобный трюк с другим видом прыжковых генов, называемых SVA.

«Наша работа показывает, как мобильные элементы усиливают свою активность, похищая наши кнопки геномного регуляции, небольшую ценную стратегию, которая может способствовать развитию таких заболеваний, как рак, и которая заслуживает больших исследований»,-говорит доктор Родригес-Мартин.

Меньше людей, больше деталей

Вторая статья, совместно направленная Европейской лабораторией молекулярной биологии (EMBL) и Генрих Хейне Хейне из Дюссельдорфа (HHU), использовал гораздо меньший набор образцов только 65 человек, но объединил несколько мощных методов секвенирования для для Восстановить человеческие геномы с беспрецедентной детализациейПолем

Этот подход помог исследователям декодировать самые сложные отрезки для чтения, в том числе центромеры. Почти полные и полые сборки каждой хромосомы этих людей позволили исследователям обнаружить большие генетические варианты в регионах, которые не были обнаружены в первой статье или других исследованиях.

Результаты показывают, что сочетание подхода первой статьи, причем многие геномы секвенированы на скромной глубине, с подходом второй статьи, с несколькими геномами в значительной степени, является самым быстрым путем к Полная и инклюзивная карта генетического разнообразия человекаПолем

«Исследование использует меньшую силу секвенирования, но гораздо большую когорту. Другая использует меньшую когорту, но гораздо больше образцов секвенирования мощности. Это привело к дополнительным выводам », -говорит Dcotor Ян Корбель, руководитель группы и временный директор EMBL Heidelberg и основной соавтор обоих исследований.

Обе статьи резализировали отдельных лиц проекта 1000 геномов, историческая инициатива, которая нанесла на карту глобальное генетическое разнообразие в 2015 году. Проект был основан на технологиях технологий «Короткое чтение» секвенированиеЭто могло прочитать только очень маленькие фрагменты ДНК одновременно. Эти фрагменты были слишком короткими, чтобы выявить большие фрагменты отсутствующей или скопированной ДНК, длинные секции, которые изменяют направление или повторение, которые кажутся почти идентичными во многих точках.

Достижения, достигнутые в новых исследованиях, были возможными благодаря «Длинное чтение» секвенированиеНедавняя технология, которая сразу же читает тысячи или десятки тысяч букв ДНК, которая помогает исследователям обнаружить большое количество неопределяемых скрытых вариаций с предыдущими методами.

Обе статьи также включают важные достижения в построении человеческого эталонного писателя. В течение последних двадцати лет ученые использовали последовательность ДНК человека в качестве стандартного человеческого генома, но пирог будет более полезным для персонализированной медицины, поскольку это будет отражать глобальное разнообразие.

При разработке инновационных алгоритмов, которые могут анализировать 1019 разнообразных геномов с точки зрения амплитуды и 65 ультра -комплексных геномов, исследователи предоставляют дорожную карту, которая делает вероятность снижения истинной человеческой пигеномы более практичной, а не в чашечке, особенно потому, что длительные затраты на секвенирование в течение длительного времени снижаются.

«Спасибо этим исследованиям, Мы создали полный ресурс медицинской значимости который теперь может использоваться исследователями со всего мира, чтобы лучше понять происхождение геномных вариаций человека и наблюдать за тем, как на них влияет широкий спектр факторов », -говорит Тобиас Маршалл, профессор оба исследования Хайнрих Хейн Хейне, и основные перспективы в стиле« Человек », которые являются более высокими исследованиями в стиле« Человек », которые являются более высокими навыками, которые являются более высокими исследованиями в стиле« Человек », а также на PEMPECTIPERS в стиле« Число », и в стиле« СУДЬЯ », и в стиле« СУДЬЯ », и в стиле« ПИС », и в стиле« ПИС ». он завершает.

Сообщить об ошибке