0

Vaše geny nebo moje, nakolik se lišíme?

Po jistý čas byli vědci přesvědčeni, že jednotlivé lidské bytosti jsou z 99,9% geneticky identické. Oněch 0,1% genomu, které se lišily (zhruba 3 miliony bází DNA), tvořily „jednonukleotidové polymorfismy“ (modifikace individuálních bází DNA) rozptýlené po celém genomu. Myslelo se, že některé z těchto modifikací DNA mohou částečně vysvětlovat některé tělesné odlišnosti mezi dvěma různými, ale jinak běžnými jedinci.

V létě roku 2004 dvě skupiny vědců pracující nezávisle na sobě (jedna vedená výzkumníky lékařské fakulty Harvardovy univerzity a Brighamovy a ženské nemocnice v Bostonu a druhá pod vedením výzkumníků Cold Spring Harbor Laboratories) toto dogma zpochybnily. Jejich výzkum určil stovky oblastí lidského genomu, kde se jedinec od jedince lišila celá řada kopií konkrétního segmentu DNA. Až na několik málo výjimek se myslelo, že segmenty DNA existují ve dvou kopiích (jedna kopie zděděná po matce, druhá kopie zděděná po otci).

Chicago Pollution

Climate Change in the Trumpocene Age

Bo Lidegaard argues that the US president-elect’s ability to derail global progress toward a green economy is more limited than many believe.

Obě studie prokázaly, že existují stovky oblastí genomu, které mohou mít více nebo méně kopií než očekávané dvě. To vědce upozornilo na existenci většího zdroje genetické variace, než se dříve myslelo, a přimělo nás to spekulovat o důsledcích tohoto objevu.

Tento objev byl učiněn nedávno, protože až dosud nebyla dostupná technika, která by umožňovala uceleně určovat genomické nevyváženosti způsobem zahrnujícím celou šíři genomu. To se za posledních pět šest let změnilo, díky rozvoji techniky známé jako „array-based comparative genomic hybridization“ (array-CGH) čili „maticová komparativní genomová hybridizace“, která v genetickém výzkumu a diagnostice způsobila revoluci. Asi před třemi lety jsme v Brighamově a ženské nemocnici sháněli možný nástroj pro diagnostiku s vysokým rozlišením a technika array-CGH nám dala naději na provedení spolehlivého a efektivního testu celého genomu, který by dokázal nezkresleně a bez subjektivního zabarvení určit přírůstky a úbytky.

Když byly provedeny validační experimenty, které porovnávaly DNA od jednoho „normálního, zdravého“ jedince s DNA od jiného „normálního, zdravého“ jedince, zaskočilo nás zjištění, že v průměru 12 fragmentů DNA vykazovalo mezi danými dvěma porovnávanými jednotlivci rozdíly v počtu kopií. Ty vešly ve známost jako „copy number variants“ (CNVs) neboli variace v počtu kopií.

Sloučením dat z naší studie a ze studie Cold Spring Harbor Laboratories bylo zjištěno přes 300 oblastí genomu, které mezi běžnými jedinci prokazují CNVs. Od těchto dvou prvotních studií mnohé další skupiny, včetně té naší, potvrdily a zdokumentovaly mnohem víc CNVs u dalších zkoumaných jedinců.

Právě to je cílem Projektu variací v počtu kopií Konsorcia strukturální variace genomu, který se snaží poskytnout výzkumníkům nejucelenější seznam a charakteristiku CNVs u lidí. Konsorcium nedávno posoudilo 270 jedinců čtyř populací s předky v Africe, Asii nebo Evropě (známých jako soubor HapMap), aby sestavilo novou mapu lidského genomu. Za použití dvou komplementárních celogenomových technologií a s následnými validačními studiemi bylo zjištěno celkem 1447 CNVs.

Data jednoznačně prokazují, že jedinci si nejsou natolik geneticky podobní, jak se kdysi myslelo. Mnohé oblasti, kde byly rozpoznány CNVs, se překrývají se známými geny nemocí. Poněvadž se zjišťují u běžných jedinců, CNVs nemusí být nutně přímou příčinou lidských chorob, ale mnohé mohou způsobovat náchylnost k jistým nemocím, sloužit jako předzvěst onemocnění nebo naznačovat potenciální oblasti genomické nestability.

Fake news or real views Learn More

Některé CNVs se rovněž spojují s geny podílejícími se na imunitní reakci a metabolismu souvisejícím s detoxifikací (jde o některé reakce lidského těla na prostředí, v němž žijeme). Některé CNVs by se mohly ukázat jako vysvětlení toho, proč někteří lidé reagují na určitá léčiva odlišně. Doufejme, že ucelenější porozumění lidské genetické variaci (například změnám jednotlivých párů bází a strukturním genomickým odchylkám, jako jsou CNVs) nakonec pomůže lékařům předepisovat léky individualizovanějším způsobem, který by u každého pacienta vyústil v maximální terapeutický účinek při minimálních vedlejších účincích.

Celkově očekáváme, že mnohé z těchto CNVs nám přinesou vysvětlení, jak se adaptujeme na neustále se měnící životní prostředí a jak s ním interagujeme. Ba jak studie nadále CNVs určují a charakterově popisují, očekáváme dosažení lepšího porozumění vztahu mezi těmito genetickými variacemi, složitými nemocemi a lidskou adaptabilitou.