Varianten im menschlichen Genom finden: HapMap 3 weist den Weg für humangenetische Studien

Varianten im menschlichen Genom finden: HapMap 3 weist den Weg für humangenetische Studien
Varianten im menschlichen Genom finden: HapMap 3 weist den Weg für humangenetische Studien
Anonim

Neue Erkenntnisse zeigen den Wert genetischer Studien über menschliche Populationen und den Wert der neuesten DNA-Sequenzierungstechnologien zur Untersuchung genetischer Variationen. Die Ergebnisse der letzten Phase des internationalen HapMap-Projekts werden in Nature. veröffentlicht.

Die umfangreiche Studie der Forscher zur genetischen Variation in mehreren Populationen wird einen Rahmen für zukünftige genetische Studien zu Variation und Krankheit bilden: Ihre Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, verschiedene Populationen zu untersuchen, um die größtmögliche Sammlung genetischer Varianten herauszufiltern. sowie die Anforderung, Sequenzierungstechnologien einzusetzen, um so viele Varianten wie möglich zu finden.

Das HapMap-Projekt versucht, Wegweiser auf dem menschlichen Genom zu identifizieren, die die Suche nach wichtigen genetischen Varianten vereinfachen. In der letzten Phase – HapMap 3 – suchten die Forscher in 1184 Proben aus 11 Populationen nach Varianten im gesamten Genom. Sie wählten den großen Stichprobensatz und die breite Palette von Populationen, um die Variation zu maximieren, die sie erfassen konnten. Das Projekt umfasst sowohl Einzelbuchstabenunterschiede (Single-Letter-Polymorphismen oder SNPs) als auch große Unterschiede aus dem Verlust, Gewinn oder der Duplizierung von Regionen, die als Copy-Number-Polymorphismen oder CNPs bezeichnet werden.

"Trotz der bemerkenswerten Errungenschaften des Humangenomprojekts ist unser Wissen über genetische Variationen beim Menschen nach wie vor begrenzt", sagt Professor Richard Gibbs, Professor für Molekular- und Humangenetik am Baylor College of Medicine in Houston, Texas, und Direktor des BCM Human Genome Research Center. „Hier haben wir mehr Populationen untersucht und konnten CNPs in genomweite Studien einbeziehen.

"Diese Ergebnisse verraten uns mehr über genetische Variation beim Menschen und darüber, wie man Variation erfolgreich untersucht."

Die Ergebnisse zeigen, dass seltenere Varianten ungleichmäßiger auf Populationen verteilt sind. Dies könnte erwartet werden – die Evolutionstheorie impliziert, dass die gemeinsamen Varianten im Allgemeinen die älteren sind, die mehr Zeit hatten, sich in einer Population auszubreiten – aber warnt auch davor, dass genetische Studien ein breites Spektrum von Bevölkerungsgruppen einbeziehen sollten, um die Entdeckung neuerer Populationen zu maximieren -spezifische Varianten.

"Je genauer wir uns die menschliche genetische Variation ansehen, desto größer die Granularität", erklärt Professor Manolis Dermitzakis von der Universität Genf und einer der Projektkoordinatoren und früher am Wellcome Trust Sanger Institute. „Eine wichtige Aufgabe der Genetik ist es, zwischen den für die Gesundheit wichtigen Varianten und denen, die zum Hintergrund gehören, zu unterscheiden.

"Diese neue Version der HapMap wird uns dabei helfen, Möglichkeiten dafür zu entwickeln - die Spreu vom Weizen zu trennen."

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Genotypisierungsstudien sequenzierte HapMap 3 auch zehn Segmente von 100.000 Basen aus gut charakterisierten Regionen des menschlichen Genoms. Im Gegensatz zur Entdeckung unter Verwendung von DNA-Chips – wie sie bisher in den meisten Studien verwendet wurden – ist die direkte Sequenzierung nicht auf häufigere Varianten ausgerichtet, sondern liefert eine direkte Schätzung der Häufigkeit von Varianten.

Die Forscher fanden heraus, dass die meisten Varianten relativ selten waren (bei weniger als einer von zehn Personen gefunden), aber sie fanden auch eine große Anzahl seltener Varianten (jede bei weniger als einer von 100 Personen gefunden) oder „privat“Varianten (nur bei einer Person gefunden). Fast acht von zehn Varianten waren neu und fast vier von zehn der bei weniger als einer von 100 Personen beobachteten Varianten wurden in nur einer Population gefunden.

Aus den Ergebnissen schlagen die Forscher vor, dass Varianten in einigen Genen, darunter Gene, die am Immunsystem, der Wundheilung und dem Geruchssinn beteiligt sind, in verschiedenen Populationen selektiert werden.Diese Gene können nun untersucht werden, um mehr über die Funktionsweise dieser Systeme und über die Krankheitsresistenz zu erfahren. Diese Ergebnisse zeigen, wie wertvoll große Studien sind, die viele Populationen und Proben umfassen, um ein umfassendes Verständnis der menschlichen Variation zu erlangen.

"Einige haben darüber gesprochen, wie wenig das Human Genome Project in den letzten zehn Jahren gebracht hat, aber vielleicht vergessen sie, wie wenig wir damals wussten", sagt Professor David Altshuler vom Massachusetts General Hospital in Boston und dem Broad Institute vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard University in Cambridge, Massachusetts. „Es ist erstaunlich, dass wir von einem Genom, das zu weniger als 90 Prozent fertiggestellt ist, dazu übergegangen sind, genetische Veränderungen bei einem von 200 Menschen oder seltener zu untersuchen. Vor ein paar Jahren, hatten wir keine Ahnung vom Ausmaß der strukturellen Variation oder wie wir Varianten mit geringer Häufigkeit untersuchen könnten.

"HapMap und andere Großprojekte haben unser Verständnis des menschlichen Genoms und seiner Beziehung zu Gesundheit und Krankheit verändert."

Der HapMap 3/ENCODE 3-Datensatz ist öffentlich verfügbar unter

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