Een landelijk team van onderzoekers, deels gefinancierd door het National Human Genome Research Institute (NHGRI), onderdeel van de National Institutes of Health (NIH), heeft de eerste sequentie-gebaseerde kaart van grootschalige structurele verschillen over de hele menselijk genoom. Het werk, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature, biedt een startpunt om te onderzoeken hoe een dergelijke DNA-variatie draagt bij aan de menselijke gezondheid en ziekte.
Andere recent gemaakte kaarten, zoals de HapMap, hebben gecatalogiseerd de patronen van kleinschalige variaties in het genoom die enkel DNA-letters, of basen te betrekken. Echter, de wetenschappelijke gemeenschap is reikhalzend uit naar het creëren van bijkomende soorten kaarten in het licht van de bevindingen van dat grotere schaal verschillen goed zijn voor een groot deel van de gemeenschappelijke genetische variatie tussen individuen en tussen populaties, en kan verantwoordelijk zijn voor een aanzienlijk deel van de ziekte. Terwijl eerder werk heeft vastgesteld structurele variatie in het menselijk genoom, een sequentie-gebaseerde kaart biedt veel fijnere resolutie en locatie-informatie.
Grootschalige structurele verschillen zijn verschillen in het genoom van mensen die variëren van een paar duizend tot een paar miljoen DNA-basen. Sommige zijn winsten of verliezen van de stukken van de genoomsequentie. Anderen verschijnen als re-arrangementen van stukken van de sequentie. Nu al hebben een aantal structurele veranderingen in verband gebracht met individuele verschillen in gevoeligheid voor het human immunodeficiency virus (HIV), het risico van hart-en vaatziekten, alsook aan schizofrenie en autisme. Onderzoekers hopen dat de nieuwe kaart zal de deur open voor het blootleggen van de functies van de structurele varianten in nog meer voorwaarden.
"Het is belangrijk dat we begrijpen hoe veranderingen in het menselijk genoom, zowel kleine als grote, bijdragen aan de individuele verschillen in gevoeligheid voor ziekten", zei Francis Collins, MD, Ph.D. "Deze kaart is een waardevol uitgangspunt voor onderzoekers bestuderen van de normale patronen van structurele variatie en hoe verschillen in de patronen van invloed op de volksgezondheid."
Onderzoekers geconstrueerd de structurele variatie kaart door gedeeltelijk sequencen van het genoom van acht personen: vier personen van Afrikaanse afkomst, twee van Aziatische afkomst en twee van Europese afkomst. De monsters werden verzameld in het kader van het International HapMap Project. Geen medische of persoonlijke identificeren informatie was verkregen van de donoren, maar de monsters werden bestempeld door bevolkingsgroep.
Sequence data werden verzameld van elk uiteinde van ongeveer 1 miljoen willekeurige kleine stukjes DNA van elk individu? S genoom. Deze end sequenties werden vergeleken met de referentie-sequentie van het menselijk genoom voltooid in 2003. Wanneer de precieze wedstrijden niet optreden, de wetenschappers afgeleid dat er een structureel verschil tussen de vrijwilliger? S monster en de referentie sequentie van het menselijk genoom.
Naast het onthullen nieuwe variaties, de kaart biedt ook een meer gedetailleerde kijk op de locaties van bijna 1.700 structurele variaties - waarvan de helft was nog niet eerder beschreven. Ongeveer de helft van de structurele verschillen werden gevonden in ten minste twee van de geanalyseerde acht genomen. Het werk ook ontdekt 525 nieuwe regio's van de grootschalige structurele variatie in het menselijk genoom. De grootschalige verschillen kwamen in vele vormen, zoals deleties en out-of-plaats inserties van lange stukken DNA. Bijna de helft van de nieuwe varianten bestaan van verschillen in hoeveel exemplaren mensen hebben van een bepaald gen, waarin onderzoekers noemen een aantal kopieën variant.