Гены и болезни: закончена вторая фаза проекта HapMap

23.10.200733050

Исследователи из шести стран закончили вторую фазу Международного проекта HapMap, целью которого является идентификация и каталогизация генетических сходств и различий среди различных популяций мирового населения.



Результаты первой фазы проекта, завершенной в 2005 году, легли в основу новых методов, облегчающих поиск генов, ассоциированных с распространенными заболеваниями, такими как шизофрения и болезни сердца. Это позволило идентифицировать более 50 таких генов.

В прошлом году благодаря данным и методам, доступным благодаря HapMap, ученые Массачусетской больницы выявили гены предрасположенности к диабету 2 типа, болезни Крона, гипертонии, ревматоидному артриту, рассеянному склерозу и раку предстательной железы. При проведении этих и многих других исследований использовался комплекс аналитических методов, разработанных специалистами Массачусетской больницы и партнерских организаций.

В рамках первого этапа проекта HapMap разработана база для проведения исследований геномных ассоциаций, в результате которых были выявлены неизвестные ранее генетические компоненты многих заболеваний, что способствовало развитию новых исследовательских направлений. В рамках второй фазы проекта ученые утроили количество известных генетических вариаций и описали до 95% часто встречающихся однонуклеотидных вариаций генетического кода человека.

Результаты Human Genome Project подтвердили более чем 99,9%-ю идентичность содержащихся в человеческом геноме 3 миллиардов нуклеотидных оснований. Однако анализ небольшой изменчивой фракции, в том числе 10 миллионов индивидуальных однонуклеотидных вариаций, или одиночных нуклеотидных полиморфизмов, оставался практически невыполнимой задачей.

В 2001 году Дейли (Гарвардский университет) и коллеги продемонстрировали, что смежные вариации ДНК наследуются совместно в составе сегментов или гаплотипов. Границы между этими сегментами определяются местами усиленной рекомбинации – местами обмена фрагментами ДНК между унаследованными от родителей хромосомами. Целью проекта HapMap, проведение которого было возможно отчасти благодаря этому открытию, было картирование одиночных нуклеотидных полиморфизмов и гаплотипов, входящих в состав геномов 270 индивидуумов из Нигерии, Китая, Японии и США. В рамках первой фазы ученые идентифицировали и каталогизировали около 1,3 миллионов единичных нуклеотидных полиморфизмов. Вторая фаза проекта увеличила эту цифру до 3,1 миллионов в той же популяции.

Увеличение плотности идентифицированных одиночных нуклеотидных полиморфизмов позволило более детально изучить природу «горячих точек» рекомбинации. Кроме того, оказалось, что не имеющие очевидного родства индивидуумы имеют сегменты хромосом, которые, вне всякого сомнения, в неизмененном виде унаследованы от общих предков, живших сотни или тысячи лет назад. Возможность выявлять такие более-менее недавно унаследованные сегменты ДНК может пролить свет на ассоциированные с заболеваниями генетические вариации, обнаружение которых существующими методами невозможно.

В обзоре результатов второй фазы проекта HapMap авторы подчеркивают, что для разных классов генов скорость рекомбинации может отличаться более чем в 6 раз. Наиболее высокая скорость рекомбинации характерна для генов, участвующих в формировании иммунной защиты организма. Самая низкая скорость рекомбинации присуща белкам-шаперонам, обеспечивающим правильное формирование глобул других белков. В целом, рекомбинации в большей степени подвержены белки, ассоциированные с поверхностью клетки и ее внешними функциями.

Причины отличий в скорости рекомбинации еще предстоит выяснить, однако это открытие поднимает целый ряд интересных эволюционных вопросов. Авторы предполагают, что одним из возможных объяснений может быть то, что некоторые рекомбинации в зонах генома, обеспечивающих реакции на инфекционные агенты или другие внешние воздействия, обеспечивают лучшую выживаемость и, соответственно, имеют селекционное преимущество.

Результаты HapMap находятся в свободном доступе для исследователей всего мира. Полученная при проведении второй фазы проекта информация добавлена в общественную базу данных. По мере продолжения проекта исследователи будут обращаться к новым методам секвенирования, что обеспечит более подробный анализ генетических вариаций в той же группе индивидуумов и в более многочисленных популяциях.

По словам Дэвида Альтшулера (David Altshuler) из Центра исследований человеческой генетики Массачусетской больницы, несмотря на то, что завершение второй фазы проекта HapMap позволяет проводить всестороннее комплексное изучение распространенных одиночных нуклеотидных полиморфизмов в выборочных популяциях, впереди еще много работы. К задачам проводимых в настоящее время работ относятся каталогизация генетических вариаций в более разнородных образцах со всего мира, определение крупных хромосомных перестроек, не регистрируемых методами изучения единичных нуклеотидных полиморфизмов, а также обнаружение редких генетических вариаций, которые могут оказывать выраженное влияние на отдельных индивидуумов. Только комбинирование всех существующих подходов позволит получить полную картину генетических причин распространенных заболеваний человека.

Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам ScienceDaily.

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей