Cea mai nouă colecție de înaltă calitate de secvențe de referință ale genomului uman surprinde o diversitate mult mai mare, de la diferite populații umane, decât cea disponibilă anterior. Colecția apare într-un studiu condus de consorțiul internațional Human Pangenome Reference Consortium, grup finanțat de National Human Genome Research Institute (NHGRI), parte a National Institutes of Health.

Noul "pangenom" de referință include secvențe ale genomului a 47 de persoane, cercetătorii urmărind obiectivul de a crește acest număr la 350 până la jumătatea anului 2024. Având în vedere că fiecare persoană poartă un set de cromozomi împerecheați, referința actuală include de fapt 94 de secvențe distincte de genom, cu obiectivul de a ajunge la 700 de secvențe distincte de genom până la finalizarea proiectului. Un genom este setul de instrucțiuni ADN care ajută fiecare ființă vie să se dezvolte și să funcționeze. Secvențele genomului diferă foarte puțin de la un individ la altul. În cazul oamenilor, genomurile a două persoane sunt, în medie, identice în proporție de peste 99%. Micile diferențe contribuie la unicitatea fiecărei persoane și pot oferi informații despre sănătatea lor, ajutând la diagnosticarea bolilor, la prezicerea rezultatelor și la stabilirea tratamentelor medicale.

Pentru a înțelege aceste diferențe genomice, oamenii de știință creează secvențe de referință ale genomului uman pentru a le utiliza ca "standard" - un amalgam digital de secvențe ale genomului care poate fi folosit ca element de comparație pentru a alinia, asambla și studia alte secvențe ale genomului uman. Secvența originală de referință a genomului uman este veche de aproape 20 de ani și a fost actualizată în mod regulat, pe măsură ce tehnologia avansează, iar cercetătorii corectează erorile și descoperă noi regiuni ale genomului uman. Cu toate acestea, este fundamental limitată în ceea ce privește reprezentarea diversității speciei umane, deoarece constă în genomuri de la doar aproximativ 20 de persoane, iar cea mai mare parte a secvenței de referință provine de la o singură persoană. "Fiecare persoană are un genom unic, astfel încât utilizarea unei singure secvențe genomice de referință pentru fiecare persoană poate duce la inechități în analizele genomice", a declarat dr.Adam Phillippy, cercetător principal în cadrul Computational and Statistical Genomics Branch din cadrul Programului de cercetare intramurală al NHGRI și coautor al studiului principal. "De exemplu, prezicerea unei boli genetice ar putea să nu funcționeze la fel de bine în cazul unei persoane al cărei genom este mai diferit de genomul de referință".

Actuala secvență de referință a genomului uman prezintă lacune care reflectă informațiile lipsă, în special în zonele care erau repetitive și greu de citit. Progresele tehnologice recente, cum ar fi secvențierea ADN cu citire lungă, au ajutat cercetătorii să umple aceste lacune pentru a crea prima secvență completă a genomului uman. Această secvență completă a genomului uman, publicată anul trecut în cadrul consorțiului Telomere-to-Telomere (T2T), finanțat de NIH, este încorporată în actualul pangenom de referință.

Folosind tehnici computaționale avansate pentru a alinia diferitele secvențe de genom, cercetătorii au construit un nou pangenom uman de referință, fiecare ansamblu din pangenom acoperind peste 99% din secvența așteptată cu o precizie de peste 99%. De asemenea, acesta se bazează pe secvența genomului de referință anterioară, adăugând peste 100 de milioane de noi baze, sau "litere" în ADN. În timp ce secvența genomului de referință anterioară era unică și liniară, noul pangenom reprezintă mai multe versiuni diferite ale secvenței genomului uman în același timp. Acest lucru oferă cercetătorilor o gamă mai largă de opțiuni pentru utilizarea pangenomei în analiza altor secvențe ale genomului uman.

Costul total de susținere a activității Consorțiului pentru pangenomul uman este estimat la aproximativ 40 de milioane de dolari pe o perioadă de cinci ani, ceea ce include eforturile de creare a pangenomului uman de referință, de îmbunătățire a tehnologiei de secvențiere a ADN-ului, de funcționare a unui centru de coordonare, de realizare a activităților de informare și de creare de resurse pentru comunitatea de cercetare pentru utilizarea pangenomului de referință.

Multe dintre persoanele ale căror genomuri au fost secvențiate pentru construirea noului pangenom uman de referință au fost inițial recrutate în cadrul Proiectului 1.000 de genomuri, un efort international de colaborare și finanțat în parte de NIH care a avut ca scop îmbunătățirea catalogului de variante genomice în diverse populații. Deoarece referința pangenomului uman este o lucrare în curs de desfășurare, cercetătorii din cadrul consorțiului internațional Human Pangenome Reference Consortium continuă să adauge mai multe secvențe de genom pentru a îmbunătăți din ce în ce mai mult calitatea referinței pangenomului.

În conformitate cu acest efort, consorțiul include un grup de etică  care lucrează pentru a anticipa problemele dificile și pentru a ajuta la ghidarea consimțământului în cunoștință de cauză, la prioritizarea studiului diferitelor probe, la explorarea posibilelor probleme de reglementare referitoare la adoptarea clinică și la colaborarea cu comunitățile internaționale și indigene pentru a încorpora secvențele genomului lor în aceste eforturi mai ample.

Bogdan G.

sursa: www.medicalxpress.com/news/2023-05-scientists-human-pangenome.html