Jauna veselības karte

Starptautisks pētnieku konsorcijs ir apkopojis cilvēka ģenētisko variāciju datu bāzi, radot rīku, kas varētu mainīt daudzu izplatītu slimību izraisošo gēnu meklēšanu. Bet bez rūpīgas pašregulācijas, ģenētiķi saka, informācija var izraisīt arī maldinošu vai nepārliecinošu rezultātu plūdus.

Datubāze, ko sauc par HapMap, kataloģizē vairāk nekā trīs miljonus ģenētiskās variācijas punktu, pamatojoties uz paraugiem no 269 cilvēkiem Nigērijā, Ķīnā, Japānā un Jūtā. Projektā piedalījās vairāk nekā 200 zinātnieku Kanādā, Ķīnā, Japānā, Nigērijā, Apvienotajā Karalistē un ASV. Projekta pirmais posms, kurā ziņots par vairāk nekā vienu miljonu atšķirībām, tika publicēts 27. oktobra numurā Daba , pamatojoties uz datu analīzi, ko vadīja Pīters Donelijs no Oksfordas universitātes Anglijā un Deivids Altšulers, Hārvardas Plašā institūta Medicīnas un populācijas ģenētikas programmas direktors un MIT Kembridžā, MA.

Mums ir nepieciešama šī pamatinformācija par cilvēka genoma variācijām, lai sāktu risināt jautājumus, kurus mēs vēlamies uzdot, piemēram, kādi gēni ir saistīti ar krūts un prostatas vēzi un diabētu, saka Braiens E. Hendersons, Kekas skolas dekāns. Medicīna Dienvidkalifornijas Universitātē.

Tas ir ļoti spēcīgs instruments, piekrīt Charles Langley, populācijas ģenētiķis no Kalifornijas universitātes Deivisā. Cilvēka medicīniskā ģenētika beidzot risina daudz lielāku sabiedrības veselības problēmu, kas ir izplatītu slimību ģenētiskais pamats.

Cilvēka genomu veido aptuveni seši miljardi ķīmisko vienību, ko sauc par nukleotīdiem. Lai gan aptuveni 99,9 procenti no šo nukleotīdu secības ir identiski starp jebkuriem diviem cilvēkiem, kas joprojām atstāj miljoniem atšķirību atsevišķos DNS punktos, ko sauc par viena nukleotīda polimorfismiem vai SNP. Tieši šīs variācijas rada daudzas ģenētiski noteiktas atšķirības starp cilvēkiem.

Pētnieki varēja noskaidrot, kuras no šīm izmaiņām attiecas uz konkrētu slimību, sekvencējot un salīdzinot veselus genomus (un katru SNP) tūkstošiem skarto un neskarto cilvēku. Tomēr praksē tas būtu dārgi un laikietilpīgi.

2001. gadā Marks J. Deilijs, toreizējais Vaithedas institūtā, tagad tuvējā Broad Institute asociētais loceklis, atklāja, ka šādas ģenētiskās atšķirības tiek mantotas lielos blokos, ko sauc par haplotipiem (tātad arī termins HapMap). Lai gan DNS reģionā var būt simtiem SNP, tie visi ir saistīti, tāpēc ikvienam, kam noteiktā vietā hromosomā ir A nukleotīds, nevis G, būs tādi paši ģenētiskie varianti citos SNP šajā reģionā. . Un daudziem haplotipiem pastāv tikai trīs vai četri variāciju modeļi.

Izmantojot šo bloku katalogu, ģenētiķi varētu efektīvāk identificēt gēnu variantus, kas saistīti ar tādām izplatītām slimībām kā diabēts, vēzis, sirds slimības un psihiskas slimības.

2002. gadā Starptautiskais HapMap konsorcijs nolēma uzskaitīt miljoniem SNP un noteikt modeļus, kas atšķir katru haplotipu. Tagad datu bāzē ir vairāk nekā 3,5 miljoni SNP. Izmantojot šo informāciju, pētnieki var atlasīt tagu SNP, kas attēlo ģenētiskās variācijas katrā blokā. Citiem vārdiem sakot, identificējot tikai dažus SNP, kas raksturīgi katram modelim, un pārbaudot šajās vietās, pētnieki var aizpildīt tukšās vietas katram citam SNP haplotipam. Tas ļauj viņiem daudz efektīvāk, nekā tas bija iespējams, salīdzināt to cilvēku ģenētiskos modeļus, kuriem ir slimība, ar neskartu cilvēku ģenētiskajiem modeļiem.

Patiešām, konsorcijs lēš, ka ar pareizu tagu atlasi ģenētiķi varētu apkopot informāciju par iespējamām gēnu asociācijām no visa genoma, pārbaudot tikai vienu desmito daļu no aptuveni 10 miljoniem kopējo SNP vietu.

Dati jau ir izmantoti, lai identificētu gēnu, kas saistīts ar ar vecumu saistītu makulas deģenerāciju, kas ir galvenais akluma cēlonis gados vecākiem cilvēkiem; un tiek veikti vairāki citi pētījumi, lai meklētu gēnus, kas varētu būt saistīti ar aptaukošanos un sirds slimībām.

Kopā ar iegūtajiem datiem HapMap projekts izraisīja tehnoloģiju attīstību. Projekta sākumā, nosakot, kuru SNP pacients nēsā vienā vietā, maksāja gandrīz dolāru, un pētnieki varēja pārbaudīt simtiem dienā. Šodien cena ir samazinājusies līdz mazāk nekā centam par SNP, un miljonus var pārbaudīt vienas dienas laikā. Deilijs saka, ka ir uzlabojusies arī testēšanas precizitāte.

Šo jauno tehnoloģiju un HapMap datu kombinācija ļauj ģenētiķiem daudz vieglāk veikt pētījumus, kas pārbauda visu cilvēka genomu gēniem, kas saistīti ar noteiktām īpašībām — vai tās būtu slimības, kā cer konsorcija dalībnieki, vai citas pazīmes, kurām, domājams, ir ģenētiski komponenti. , piemēram, intelekts vai seksuālā izvēle.

Taču pastāv potenciāli nopietna aizķeršanās: statistiskā iespējamība, ka parādīsies gēns, kas, šķiet, ir saistīts ar kādu konkrētu pazīmi, bet kam nav nekādas nozīmes šīs īpašības izraisīšanā, būs diezgan liela, saka Deilijs.

Deilijs saka, ka, izdalot vienu kārtis, jūs, visticamāk, neiegūsit pilnu māju. Taču, ja izspēlēsiet 100 000 pokera izspēles, statistiski jūs noteikti iegūsit patiešām izskatīgas rokas.

Tas pats var notikt šādos genoma mēroga asociācijas pētījumos: var parādīties viens vai vairāki gēni, kas izskatās labi. Deilija brīdina: šīs lietas notiks nejauši, un tām nav nekā kopīga ar cēloņsakarību.

Rezultātā HapMap konsorcija dalībnieki ir izteikuši cerību, ka dati tiks izmantoti galvenokārt medicīnisko stāvokļu izpētei, nevis nemedicīniskām iezīmēm. Patiesībā viņi ietvēra īpašu piesardzību Daba papīrs, rakstīšana: mēs mudinām ievērot konservatīvismu un atturību šādu pētījumu publiskajā izplatīšanā un interpretācijā, īpaši, ja tiek pētītas nemedicīniskas iezīmes.

Fakts, ka HapMap dati tika iegūti no Nigērijas, Ķīnas, Japānas un Amerikas Savienoto Valstu cilvēku DNS, rada papildu apdraudējumu: dažās populācijās var (nepatiesi) šķist spēcīgāka saikne starp gēnu variācijām un noteiktām iezīmēm. *

Šī ir milzīga datu kopa, ko varētu iegūt daudzām tuvredzīgām, kultūras aizspriedumiem pakļautām lietām, saka Lenglijs. Visi par to ir nervozi. Tas, iespējams, notiks, un tikai zinātnieku aprindās ir jārisina katrs gadījums pēc iespējas stingrāk.

Redaktora piezīme: lūdzu, atgriezieties trešdien, 9. novembrī, lai uzzinātu 2. daļu Erika Jonietz stāstam par HapMap, kurā galvenā uzmanība tiks pievērsta projekta starptautiskajiem aspektiem.

* [Paskaidrojums, 2005. gada 15. novembris: Šis teikums var radīt nepareizu iespaidu, ka asociācijas starp konkrētiem gēniem un pazīmēm nekad neatšķiras dažādās populācijās. Lai gan lielākā daļa ģenētisko variāciju ir izplatītas starp visām populācijām, dažkārt pastāv atšķirības. Tā rezultātā var izveidot gan patiesas, gan nepatiesas asociācijas ar gēnu variantiem, kas dažādās populācijās parādās dažādās frekvencēs. Jebkurā gadījumā asociāciju var izmantot tādā veidā, kas ir aizspriedumains pret grupu, kuras variants ir augstāks (vai zemāks). – Redaktori.]

paslēpties