Badacz z USC wykorzystuje DNA ssaków, aby poprawić dokładność ludzkiego genomu

„Dlaczego ludzie chorują, skoro przeszli przez miliony lat ewolucji?” To pytanie, na które ma nadzieję odpowiedzieć dr Stephen Ghazal, adiunkt nauk populacyjnych i zdrowia publicznego w Keck School of Medicine w USC.

Gazelle należy do międzynarodowego zespołu naukowców, którzy jako pierwsi zidentyfikowali pary zasad w ludzkim genomie, które pozostały niezmienne przez miliony lat ewolucji ssaków i które odgrywają kluczową rolę w chorobach człowieka. Wyniki zostały opublikowane w specjalnym wydaniu Zoonomii Nauki.

Ghazal i jego zespół przeanalizowali genomy 240 ssaków, w tym ludzi, robiąc zbliżenie z niespotykaną dotąd rozdzielczością w celu porównania DNA. Byli w stanie zidentyfikować pary zasad, które były „ograniczone” – co oznacza, że ​​pozostawały ogólnie spójne – u różnych gatunków ssaków w trakcie ewolucji. Osoby urodzone z mutacjami tych genów mogą nie odnieść sukcesu w obrębie własnego gatunku lub prawdopodobnie nie przekażą zmienności genetycznej. „Byliśmy w stanie wskazać, gdzie mutacje genetyczne nie są tolerowane w rozwoju, i wykazaliśmy, że te mutacje są ważne, jeśli chodzi o chorobę”, wyjaśnia Ghazal.

Zespół odkrył, że 3,3% zasad w ludzkim genomie jest „znacząco ograniczonych”, w tym 57,6% zasad kodujących, które określają pozycję aminokwasów, co oznacza, że ​​zasady te mają niezwykle mało wariantów u różnych gatunków w zbiorze danych. Najbardziej restrykcyjne pary zasad u ssaków siedem razy częściej powodowały choroby u ludzi i złożone cechy, a ponad 11 razy bardziej prawdopodobne, gdy naukowcy przyjrzeli się najbardziej restrykcyjnym parom zasad tylko u naczelnych.

Zestaw danych został dostarczony przez konsorcjum Zoonomia, które według strony internetowej projektu „stosuje postępy w technologiach sekwencjonowania DNA, aby zrozumieć, w jaki sposób genomy generują ogromne bogactwo różnorodności zwierząt”. Gazal przypisuje firmie Zoonomia udostępnienie naukowcom tego rodzaju danych i oczekuje, że będą one szeroko stosowane przez genetyków człowieka. „To niedrogi zasób, w przeciwieństwie do zbiorów danych tworzonych w badaniach genetycznych ludzi” – mówi Ghazal.

Odkrycia jego zespołu są ważnym krokiem naprzód, zauważa Ghazal: „Nie rozumiemy 99% ludzkiego genomu, dlatego konieczne jest zrozumienie części, która została ograniczona przez ewolucję i potencjalnie ma wpływ na ludzkie fenotypy”. Ich odkrycia i metody mogą stać się kluczowymi narzędziami do dalszych badań.

Następnym krokiem dla Gazelle i jego zespołu jest powtórzenie procesu przy użyciu zestawu danych tylko naczelnych. Ograniczając tematy, mają nadzieję skupić się na funkcjach DNA, które pojawiły się niedawno w ewolucji człowieka. „Spodziewamy się, że będzie to bardziej przydatne w ilościowym określaniu informacji o chorobach ludzi” – mówi Ghazal.