كشف العلماء عن جينوم بشري أكثر تنوعًا

بعد أكثر من 20 عامًا من إصدار العلماء لأول مرة مسودة تسلسل الجينوم البشري ، تمت إعادة كتابة كتاب الحياة الذي طال انتظاره.

نُشرت نسخة أكثر دقة وشمولية من الشفرة الجينية يوم الأربعاء ، مما يمثل خطوة كبيرة نحو فهم أعمق لبيولوجيا الإنسان والطب الشخصي للأشخاص من مجموعة واسعة من الخلفيات العرقية والإثنية.

على عكس المرجع السابق – الذي كان يعتمد إلى حد كبير على الحمض النووي لرجل مختلط العرق من بوفالو ، مع مدخلات من بضع عشرات من الأفراد الآخرين ، معظمهم من أصل أوروبي – يشتمل “pangenome” الجديد على تسلسلات جينية شبه كاملة من 47 رجلاً و النساء من أصول متنوعة ، بما في ذلك الأمريكيون من أصل أفريقي وجزر الكاريبي وشرق آسيا وغرب إفريقيا وأمريكا الجنوبية.

تمثل خريطة الجينوم التي تم تجديدها أداة حاسمة للعلماء والأطباء الذين يأملون في تحديد الاختلافات الجينية المرتبطة بالمرض. وقال الباحثون إنه يعد أيضًا بتقديم علاجات يمكن أن تفيد جميع الناس ، بغض النظر عن العرق أو العرق أو السلالة.

قال إيوان بيرني ، عالم الوراثة ونائب المدير العام لمختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي ، الذي لم يشارك في هذا الجهد: “لقد كانت هناك حاجة إلى ذلك منذ فترة طويلة – وقد قاموا بعمل جيد للغاية”. “سيؤدي هذا إلى تحسين فهمنا الدقيق للتنوع ، ومن ثم سيفتح هذا البحث فرصًا جديدة للتطبيقات السريرية.”

مدعومًا بأحدث تقنيات تسلسل الحمض النووي ، يجمع pangenome جميع الجينومات الفريدة البالغ عددها 47 في مورد واحد ، مما يوفر الصورة الأكثر تفصيلاً حتى الآن للشفرة التي تشغل خلايانا. تم الآن سد الثغرات في المرجع السابق ، مع ما يقرب من 120 مليون حرف DNA مفقود سابقًا مضافًا إلى الشفرة المكونة من ثلاثة مليارات حرف.

لقد ولت فكرة وجود خيط طوطمي من الحمض النووي يمتد ستة أقدام عندما يتم لفه ويمتد في خط مستقيم. الآن ، يشبه المرجع المعاد تشغيله متاهة الذرة ، مع مسارات بديلة ومسارات جانبية تسمح للعلماء باستكشاف نطاق أوسع من التنوع الجيني الموجود في الناس في جميع أنحاء العالم.

يشبه الدكتور إريك جرين ، مدير المعهد القومي لبحوث الجينوم البشري ، الوكالة الحكومية التي مولت العمل ، هذا النوع من التشققات بنوع جديد من دليل هيكل السيارة لمحلات إصلاح السيارات. بينما في السابق ، كان لدى كل ميكانيكي مواصفات تصميم لنوع واحد فقط من السيارات ، يوجد الآن مخطط رئيسي يغطي الماركات والموديلات المختلفة.

وقال: “لقد انتقلنا من امتلاك مخطط واحد رائع حقًا لشيفي إلى وجود مخططات لـ 47 سيارة تمثيلية من كل من 47 مصنعًا مختلفًا”.

إن معرفة ما يجب فعله مع كتاب كيلي الأزرق لعلم الجينوم سوف ينطوي على منحنى تعليمي حاد. هناك حاجة إلى أدوات تحليلية جديدة. يجب إعادة تعريف أنظمة التنسيق. سيستغرق التبني على نطاق واسع وقتًا.

قالت هايدي ريهم ، كبيرة مسؤولي الجينوم في مستشفى ماساتشوستس العام في بوسطن ، والتي لم تشارك في المشروع: “جعل هذا الأمر سهل الاستخدام من قبل المجتمع هو عمل يتعين القيام به”.

لكن الخبراء قالوا إنه في الوقت المناسب ، سيحدث pangenome ثورة في مجال الطب الجينومي.

قال إيفان إيشلر ، عالم الجينوم بجامعة واشنطن: “سنستفيد من فهم أنفسنا فعليًا كنوع أفضل بكثير”. كان الدكتور إيشلر من بين أكثر من 100 عالم وخبير في أخلاقيات علم الأحياء وصف مرجع pangenome الجديد في مجلة الطبيعة.

يواصل مهندسو المشروع إضافة المزيد من المجموعات السكانية ، بهدف تضمين ما لا يقل عن 350 جينومًا عالي الجودة يشمل الجزء الأكبر من التنوع البشري العالمي.

قال إيرا هول ، عالم الوراثة الذي يقود مركز ييل للصحة الجينية: “نريد تمثيل جميع فروع الشجرة البشرية”.

ستأتي بعض الجينومات الجديدة من سكان نيويورك الذين شاركوا سابقًا في برنامج بحثي في ​​نظام Mount Sinai الصحي. إذا بدا أن بيانات الحمض النووي الأولية الخاصة بهم تعكس خلفيات وراثية معينة ناقصة التمثيل ، فسيتم دعوة هؤلاء الأفراد للمشاركة في مشروع pangenome.

قد لا يتم سد بعض الفجوات في المرجع المتاح للجمهور ، على الرغم من التصميم.

غالبًا ما كانت المحاولات السابقة لالتقاط التنوع الجيني البشري تستخرج بيانات التسلسل من السكان المهمشين دون مراعاة احتياجاتهم وتفضيلاتهم. بناءً على تلك الأخطاء الأخلاقية ، يتعاون منسقو pangenome الآن مع مجموعات السكان الأصليين لتطوير سياسات رسمية حول ملكية البيانات.

قالت باربرا كونيغ ، أخصائية أخلاقيات علم الأحياء بجامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، والتي شاركت في المشروع: “ما زلنا نتصارع مع مسألة السيادة الأصلية والقبلية”.

في أستراليا ، يقوم الباحثون بدمج تسلسلات الحمض النووي من مختلف الشعوب الأصلية في مستودع مماثل سيتم دمجه مع pangenome مفتوح المصدر ، ولكن بعد ذلك يتم الاحتفاظ به خلف جدار حماية. وفقًا لـ Hardip Patel من المركز الوطني الأسترالي لعلم الجينوم الأصلي في كانبيرا ، يخطط العلماء بعد ذلك للتشاور مع قادة المجتمع حول ما إذا كان سيتم إتاحة البيانات من خلال الطلب أم لا.

يريد بعض المدافعين عن السكان الأصليين رؤية مشروع pangenome يذهب إلى أبعد من ذلك. اقترح Keolu Fox ، عالم الجينوم في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، وهو من سكان هاواي الأصليين ، تدريب الجيل القادم من علماء السكان الأصليين ليكون لديهم وكالة أكبر على البيانات الجينية.

قال الدكتور فوكس: “لقد حان الوقت أخيرًا لأن نضع اللامركزية في السلطة والسيطرة ونعيد توزيع ذلك بين المجتمعات نفسها”.