2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
SALT LAKE CITY, kolmapäev, 26. oktoober 2005 – Rahvusvaheline HapMap Consortium avaldas täna põhjaliku kataloogi inimeste geneetiliste variatsioonide kohta, mis on maamärk, mis juba kiirendab tavaliste haigustega seotud geenide otsimist, nagu näiteks astma, diabeet, vähk ja südamehaigused.
Ajakirja Nature 27. oktoobri numbris avaldatud artiklis kirjeldavad enam kui 200 teadlast Kanadast, Hiinast, Jaapanist, Nigeeriast, Ühendkuningriigist ja Ameerika Ühendriikidest oma avaliku ja erasektori jõupingutuste esialgseid tulemusi. kaardistada maailma elanikkonnas levinud geneetilise variatsiooni mustrid. Tulemused annavad tohutuid tõendeid selle kohta, et inimese genoomi varieeruvus on organiseeritud kohalikesse piirkondadesse, mida nimetatakse haplotüüpideks, mis tavaliselt päritakse puutumatute teabeplokkidena.
Projekti alguses 2002. aasta oktoobris seadis konsortsium ambitsioonika eesmärgi luua kolme aasta jooksul inimese haplotüübi kaart ehk HapMap. Loodusdokument tähistab selle eesmärgi saavutamist I faasi HapMapi üksikasjaliku kirjeldusega, mis koosneb enam kui 1 miljonist geneetilise variatsiooni markerist, mida nimetatakse ühe nukleotiidi polümorfismideks (SNP). Samuti on konsortsium valmimas II faasi HapMap, mis sisaldab peaaegu kolm korda rohkem markereid kui esialgne versioon ja võimaldab teadlastel keskenduda oma geeniotsingule veelgi täpsem alt genoomi konkreetsetele piirkondadele.
"See on meditsiiniuuringute verstapost. Inimese genoomijärjestuse alusele rajatud HapMap pakub võimsat uut tööriista tavaliste haiguste algpõhjuste uurimiseks. Selline arusaam on vajalik, et teadlased saaksid välja töötada uusi ja väga vajalikke lähenemisviise selliste haiguste, nagu diabeet, bipolaarne häire, vähk ja paljud teised, ennetamiseks, diagnoosimiseks ja ravimiseks,“ütles David Altshuler, Ph. D. Broad Institute’ist. Harvardi ja MIT-i ülikoolist Cambridge'is (Mass.), kes koos Inglismaal Oxfordi ülikooli doktori Peter Donnellyga on selle artikli vastavad autorid.
Iga kaks sõltumatut inimest on geneetilisel tasandil 99,9 protsenti identsed. Siiski on oluline mõista 0,1-protsendilist erinevust, sest see võib aidata selgitada, miks üks inimene on haigusele vastuvõtlikum või reageerib ravimile või keskkonnategurile erinev alt kui teine inimene.
HapMap näitab korrelatsiooniga geneetilise variatsiooni ehk haplotüüpide naabruskonna piire kogu inimese genoomis. Nende haplotüüpidega määratletud HapMap pakub tõhusat meetodit "märgise SNP-de" valimiseks, mis püüavad minimaalse tööga kinni igas naabruskonnas geneetilise variatsiooni. Kasutades HapMapi andmeid, et võrrelda haigusest mõjutatud inimeste SNP-mustreid haigete inimeste omadega, saavad teadlased uurida geneetilisi variatsioone kogu genoomis ja tuvastada geneetilisi panuseid tavalistesse haigustesse palju tõhusam alt kui traditsiooniliste lähenemisviisidega.
"HapMap on fenomenaalne tööriist, mis teeb võimalikuks uuringud, mis olid vaid paar aastat tagasi ebapraktilised, kui mitte mõeldamatud," ütles Yusuke Nakamura, M. D., Ph. D., Tokyo ülikooli inimteaduse direktor. Genoomikeskus, samuti RIKEN SNP keskuse ja HapMapi kallal töötava Jaapani rühma juht. "See pakub teadusringkondadele tohutut kokkuhoidu, vähendades tavaliste haiguste pärilike tegurite genoomi otsimise kulusid 10-20 korda."
Geenikütid üle kogu maailma on HapMapi potentsiaali kiiresti ära tundnud, kasutades selle avalikult kättesaadavaid SNP andmekogumeid juba enne kaardi esimese mustandi valmimist. Näiteks märtsis ajakirjas Science avaldatud uuringutes kasutasid teadlased HapMapi andmeid, et paljastada geneetiline varieeruvus, mis suurendab oluliselt vanusega seotud kollatähni degeneratsiooni riski, mis on eakate inimeste raske nägemise kaotuse peamine põhjus. Selle ühe õigekirjavariandi avastamine inimestele mõeldud 3 miljardi tähega DNA juhiste hulgast, mis mõjutab põletikus osalevat valku kodeerivat geeni, näitab teed paremate diagnostiliste testide ja ravimeetodite väljatöötamiseks selle kurnava haiguse jaoks.
Silmapiiril on palju muid avastusi, kuna HapMap annab võimaluse uurida teisi levinud haigusi, sealhulgas diabeet, Alzheimeri tõbi, vähk, skisofreenia, astma, hüpertensioon ja südamehaigused. Tegelikult on rohkem kui 70 HapMapiga seotud ettekannet ja ettekannet Ameerika Inimgeneetika Seltsi sellenädalase kohtumise programmis S alt Lake Citys.
Lisaks abistamisele haigustega seotud geneetiliste tegurite tuvastamisel võib HapMap aidata kindlaks teha geneetilisi variatsioone, mis võivad mõjutada inimeste reaktsiooni ravimitele, mürgistele ainetele ja keskkonnateguritele. Sellist teavet saab kasutada selleks, et aidata arstidel välja kirjutada igale patsiendile õige ravim õiges annuses, samuti soovitada ennetusstrateegiaid, mis võtavad arvesse inimeste erinevat reaktsiooni keskkonnateguritele, nagu toitumine. Samuti võib HapMapi kasutada head tervist soodustavate geneetiliste tegurite leidmiseks, näiteks need, mis kaitsevad nakkushaiguste eest või soodustavad pikaealisust.
Sellegipoolest hoiatavad konsortsiumi liikmed teadlaskonda, et nad ei teeks HapMapi andmeid liiga kiiresti järeldusi tegema, et hõlbustada kogu genoomi hõlmavat inimeste tervise ja haigustega seotud geenide otsimist. "Valepositiivsete tulemuste tulva vältimiseks on vaja rangeid statistilise olulisuse standardeid," kirjutavad nad oma artiklis. Taoliste probleemide ärahoidmiseks kutsuvad nad oma teadlasi üles kinnitama mis tahes geeni "avastust", kordades sõltumatute uuringute tulemusi, mis kasutavad sama SNP-markerite komplekti erinevates sama haiguse või seisundiga inimrühmades.
Teadlased koostasid HapMapi, kasutades DNA-d vereproovidest, mis koguti 269 vabatahtlikult lai alt levinud geograafilistest piirkondadest. Täpsem alt tulid proovid Nigeeriast Ibadanis asuvast Jorubast; Jaapanlased Tokyos, han-hiinlased Pekingis ja Utah' elanikud, kelle esivanemad on pärit Põhja- ja Lääne-Euroopast. Doonoritelt ei saadud meditsiinilist ega isikut tuvastavat teavet. Proovid tuvastab aga populatsioon, kust need koguti.
"Oleme teinud palju jõupingutusi selle nimel, et see projekt toimuks võimalikult eetiliselt ja läbipaistv alt. Inimgenoomi projektiga loodud pretsedenti järgides oleme kaalunud selle uurimistöö eetilisi, õiguslikke ja sotsiaalseid tagajärgi. alguses," ütles Bartha M. Knoppers, J. D., Ph. D. Montreali ülikoolist. "Näiteks töötasime välja väga hoolika kogukonna kaasamise ja valimi moodustamise strateegia, et tagada kõikidest erinevatest elanikkonnarühmadest pärit osalejate täielik teadlik nõusolek. Sellegipoolest teame, et meie töö pole veel kaugeltki lõppenud ja oleme valmis tegelema mis tahes eetiliste, juriidiliste ja sotsiaalsete probleemidega, mis võivad tulevikus tekkida."
Lisaks oma kavandatud funktsioonile inimeste tervise ja haiguste uuringute ressursina on I faasi HapMap andnud põnevaid vihjeid selle kohta, kuidas meie liik aja jooksul arenes, ja konkreetsete jõudude kohta, mis olid olulised inimpopulatsiooni levimisel kogu maailmas. maakera.
Inimeste geneetilist mitmekesisust suurendab rekombinatsioon, milleks on ema- ja isaliini DNA vahetamine. Hiljuti jõuti arusaamisele, et inimestel toimub enamik selliseid vahetusi peamiselt piiratud arvul genoomi "levialadel". HapMapi andmeid analüüsides on teadlased koostanud kogu genoomi hõlmava inventuuri selle kohta, kus toimub rekombinatsioon. See võimaldab selle pärilikkuse põhiomaduse üksikasjalikumaid uuringuid ning aitab parandada haiguste geneetiliste uuringute kavandamist.
HapMapi konsortsium leidis, et immuunvastusega ja neuroloogiliste protsessidega seotud geenid on mitmekesisemad kui DNA parandamise, DNA pakendamise ja rakkude jagunemise geenid. Teadlased oletavad, et erinevust võib seletada loodusliku valiku kujunemisega inimpopulatsioonis viisil, mis soodustab geenide suuremat mitmekesisust, mis mõjutavad organismi koostoimeid keskkonnaga, näiteks need, mis on seotud immuunvastusega, ja mis ei soosi muutusi geenides, mis on seotud geenidega. raku põhiprotsessid.
Ootuspäraselt leiti kõigis uuritud populatsioonides valdav enamus nii haruldasi kui ka tavalisi geneetilise variatsiooni mustreid. Siiski leidis konsortsium tõendeid selle kohta, et inimese geneetilise variatsiooni väga väike alamhulk võib olla seotud geograafiliste või keskkonnateguritega, näiteks nakkushaigusi põhjustavate mikroorganismidega, seotud valikusurvega. Need tõendid näivad olevat olulised erinevused geneetilise variatsiooni mustrites konkreetsetes genoomsetes piirkondades uuritud populatsioonide vahel. Kuigi erinevuste uurimiseks on vaja rohkem järeluuringuid, väidavad teadlased, et mõned kõige silmatorkavamad näited aitavad kinnitada populatsioonide vahelisi hästi tuntud geneetilisi erinevusi, nagu näiteks Duffy veregrupp, mis mängib rolli vastusena malaariale ja laktaasi geen, mis mõjutab piimatoodete seedimise võimet.
Kokkuvõttes leidsid teadlased 1 miljoni küsitletud SNP-st ainult viis eksklusiivset ehk "fikseeritud" erinevust inimese 22 paaris mittesoolistes (autosomaalsetes) kromosoomides joruba proovide ning jaapanlaste ja han-hiinlaste vahel. proovid; 11 joruba proovide ning Põhja- ja Lääne-Euroopa esivanemate Utah' elanike proovide vahel; ja 21 Utah' proovide ning Jaapani ja Hani Hiina proovide vahel.
Rahvusvaheline HapMap Consortium on Kanada, Hiina, Jaapani, Nigeeria, Ühendkuningriigi ja Ameerika Ühendriikide teadlaste ja rahastamisagentuuride avaliku ja erasektori partnerlus. USA138 miljoni dollari suuruse rahvusvahelise projekti osa juhib riiklik inimgenoomi uurimisinstituut (NHGRI) 20 riikliku tervishoiuinstituudi (NIH) instituudi, keskuse ja büroo nimel, kes rahastasid.
"Nagu inimgenoomi projekt enne seda, seisneb ka rahvusvahelise HapMapi projekti edu võti sadade erinevatest riikidest ja erinevatest teadusharudest pärit teadlaste ühises nägemuses ja raskes töös," ütles NHGRI direktor Francis S. Collins, M. D., Ph. D., kes juhtis inimgenoomiprojekti USA komponenti ja töötas HapMapi projektijuhina. "Iga konsortsiumi liiget tuleb tunnustada selle eest, et ta aitas luua seda silmapaistvat avalikku ressurssi inimeste tervise ja haiguste geneetiliste komponentide uurimiseks."
Nagu kõigi inimgenoomi projektiga loodud andmete puhul, tehakse HapMapi andmed kiiresti ja vab alt kättesaadavaks avalikes andmebaasides. Teadlased pääsevad neile andmetele juurde HapMapi andmekoordinatsioonikeskuse kaudu (www.hapmap.org), NIH rahastatud riikliku biotehnoloogiateabe keskuse dbSNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/index.html) ja JSNP andmebaasi Jaapanis (https://snp.ims)..u-tokyo.ac.jp/).
HapMapi II etapp, mille andmed on juba loodud ja analüüs on käimas, on veelgi võimsam tööriist kui Nature dokumendis kirjeldatud I faasi versioon. Kasutades ära Californias Mountain View's asuva Perlegen Sciences, Inc.-i suure läbilaskevõimega genotüpiseerimisvõimet, lisab II etapp HapMapi 2,1 miljonit täiendavat SNP-d, testides HapMapi proovide põhjal peaaegu kogu teadaolevat inimeste variatsioonide kataloogi.
"Meie osalemine selles koostöös rõhutab erasektori entusiasmi HapMapi vastu ja selle potentsiaali haiguste mõistmise vahendina. II faasi kaart muudab teadlaste geneetilise variatsiooni ja geenifunktsiooni korrelatsiooni veelgi lihtsamaks., mis on ülioluline iga inimese geneetilisele ülesehitusele kohandatud ravimeetodite väljatöötamiseks,“ütles Kelly A. Frazer, Ph. D., Perlegeni genoomika asepresident.
NHGRI on üks 27 instituudist ja keskusest NIHis, mis on tervishoiu- ja inimteenuste osakonna agentuur. NHGRI välisuuringute osakond toetab toetusi teadusuuringuteks ning koolituseks ja karjääri kujundamiseks kogu riigis. Lisateavet NHGRI kohta leiate selle veebisaidilt www.genome.gov.
