Человеческий геном в среднем содержит миллионы вариантов

Фото из открытых источников

Исследователи из Медицинской школы Эксетерского университета создали наиболее полное на сегодняшний день описание «среднего» генома человека, основанное на полногеномных последовательностях почти 900 000 взрослых из двух крупных исследовательских биобанков: UK Biobank и американской программы All of Us. Результаты исследования команды были опубликованы в журнале Genome Medicine.

«Полногеномное секвенирование стало очень важным инструментом в диагностике генетических заболеваний, и мы все чаще переходим к генетическому скринингу для прогнозирования заболеваний», — сказала ведущий автор исследования профессор Кэролайн Райт.

Однако большинство людей не знают, насколько велико генетическое разнообразие, присутствующее в каждом геноме.

На самом деле, вариативность — это норма. Впервые наше исследование описывает, чего следует ожидать от среднего человеческого генома, что может принести пользу врачам и пациентам во всем мире в понимании, интерпретации и контекстуализации геномики.

Профессор Райт и ее коллеги обнаружили, что геном типичного человека отличается от стандартной эталонной последовательности примерно на 4,3–5,3 миллиона участков.

Большинство этих различий распространены в популяции, находятся вне генов и вряд ли окажут какое-либо измеримое влияние на здоровье. Лишь около 1,5% вариантов генов у отдельного человека являются редкими.

У людей африканского происхождения в среднем было примерно на миллион вариантов больше, чем у других групп. Авторы объясняют часть этого различия использованием эталонного генома, который был создан в основном на основе геномов людей европейского происхождения.

Исследование также показало, что у среднестатистического человека насчитывается около 229 вариантов генов, которые, как предполагается, нарушают функцию гена, хотя лишь около 72% из них имеют высокую степень достоверности.

Среди генов, связанных с наследственными моногенными заболеваниями, у среднестатистического человека имеется примерно от одного до трех вариантов, которые база данных ClinVar классифицирует как патогенные или вероятно патогенные.

В большинстве случаев это единичные копии рецессивных заболеваний, то есть человек является здоровым носителем.

Они также содержат около 50 редких «вариантов неопределенного значения», воздействие которых ученые пока не могут интерпретировать.

Используя данные по 2334 парам «родитель-ребенок», исследователи подсчитали, что каждый человек рождается примерно с 61 новой мутацией в ДНК, плюс еще около двух, возникающих на ранних стадиях развития. Примерно 75-80% новых мутаций, которые удалось отследить, произошли от отца.

Каждый дополнительный год возраста отца на момент зачатия был связан примерно с 1,2 новыми мутациями, по сравнению с примерно 0,4 на каждый дополнительный год возраста матери.

Полигенные показатели риска, которые суммируют эффект множества небольших вариантов для оценки риска заболевания, дали аналогичный результат.

По 28 распространенным заболеваниям, в среднем, примерно по трем из них человек входил в 10% самых больных.

Примерно каждый пятый участник европейского происхождения набрал баллы, входящие в 1% лучших, хотя бы по одному из заболеваний, как и примерно каждый третий из остальных участников. Вероятно, этот разрыв отражает низкую эффективность шкал, разработанных в основном для европейцев, а не реальные различия в риске.

«Мы обнаружили, что каждый человек является носителем небольшого количества генетических вариантов, связанных с заболеваниями, хотя многие из них на самом деле не вызывают заболеваний у данного человека», - объясняют авторы исследования. 

Поэтому при интерпретации результатов генетического тестирования крайне важно учитывать контекст, включая симптомы или семейный анамнез заболевания, а также другие клинические и экологические факторы риска.

«Наши выводы также предоставляют важную информацию для специалистов, которые интерпретируют результаты генетического тестирования или заказывают программы генетического скрининга», - резюмировали ученые.