Równi choć jeszcze bardziej różni

Wygląda na to, że genomy poszczególnych ludzi różnią się od siebie bardziej, niż sądzono do tej pory. W Nature ukazała się praca, z której wynika, że co najmniej 12% naszych genomów jest niezwykle zróżnicowane. I nie chodzi tu o zamianę pojedynczych literek w sekwencji – chodzi o fragmenty o długości od dziesiątek tysięcy do miliona nukleotydów, które mogą występować pojedynczo lub w kilku powtórzeniach, czasem może ich brakować, a czasem są poprzestawiane. Te różnice dostały śliczną nazwę „copy number variants” (CNV). Nie zwrócono na nie uwagi podczas sekwencjonowania genomu ludzkiego, bo chodziło o uzyskanie jednej podstawowej sekwencji „wspólnej” (choć Craig Venter, szef Celera Genomics, twierdzi, że jego firma zsekwencjonowała w dużej mierze jego własne DNA), a czasem sądzono, że to po prostu błędy w sekwencjonowaniu.

Tym razem grupa naukowców z Toronto postanowiła porównać występowanie tych różnic w ludzkim genomie. Porównali sekwencje od 270 osób pochodzących z Azji, Afryki i Europy. Znaleźli 1500 zróżnicowanych fragmentów, pokrywających około 12% genomu, co nie znaczy, że nie ma ich więcej. Oczywiście nie jest tak, że dla każdego z nas każdy z tych fragmentów jest całkiem inny. Między dwoma osobami nie będzie aż tylu różnic. Średnio w każdej badanej próbce było 70 odstępstw od typowej sekwencji, co i tak daje podobieństwo na poziomie 99,5%. Może się jeszcze okazać, że różnice są niedoszacowane – użyta metoda pozwalała znaleźć głównie różnice we fragmentach o długości co najmniej dziesięciu tysięcy. czasem nawet i miliona par zasad.

Wygląda na to, że 10% ludzkich genów leży w miejscach, w których występują CNV, więc prawdopodobnie odgrywają one rolę w chorobach genetycznych. CNV występowały między innymi tam, gdzie geny odpowiedzialne za syndrom DiGeorge’a, Angelmana, czy Prader-Willi’ego, a także geny, które wiąże się ze schizofrenią czy dziedzicznym rdzeniowym zanikiem mięśni. Podobnie różnice w ilości powtórzeń dużych segmentów wiążą się ze zróżnicowaniem podatności na niektóre infekcje, np. HIV. Niektórzy naukowcy uważają, że przynajmniej niektóre CNV ulegały pozytywnej selekcji – porównanie sekwencji pochodzących od różnych ssaków pokazuje, że najczęściej reprezentowane wśród genów z CNV są geny, które ewoluowały najszybciej lub uległy duplikacji. Są to między innymi geny związane z odpowiedzią immunologiczną czy pracą mózgu. Również praca w Nature potwierdza taki obraz.

Oczywiście dopóki nie będziemy dysponować wieloma pełnymi sekwencjami genomów różnych ludzi, nie da się powiedzieć, jak duże tak naprawdę są te różnice. Na razie możemy zobaczyć porównanie CNV genomów zsekwencjonowanych przez HUGO i przez Celera Genomics albo wgłębić się w projekt HapMap, czyli badanie polimorfizmu pojedynczych nukleotydów (SNP) oraz związanych z nimi alleli na określonych obszarach chromosomu (haplotypów). Ponadto skoro różnic jest tak dużo, wygląda na to, że terapia dobrana do genomu będzie jednak trudniej osiągalna, niż do tej pory sądzono.

Edit: Pojawił się specjalny numer Nature Genetics z lipca 2007 poświęcony CNV.