Cientistas sequenciam 64 genomas humanos como nova referência para diversidade genética
Uma equipe internacional de cientistas colaboradores publicou detalhes de seu trabalho para sequenciar 64 genomas humanos completos, representando 25 diferentes populações humanas de todo o mundo. Os pesquisadores afirmam que o novo conjunto de dados de referência representa toda a gama de tipos de variantes genéticas. Poderia facilitar estudos específicos de populações sobre a predisposição genética para diferentes doenças humanas e pode informar sobre o desenvolvimento de novas estratégias para medicamentos personalizados direcionados à composição genética individual. É importante, diz a equipe, que cada um dos genomas foi montado sem orientação do primeiro genoma humano e, portanto, deve capturar melhor as diferenças genéticas de diferentes populações humanas.
O estudo, relatado na Science, foi liderado por cientistas do Laboratório Europeu de Biologia Molecular Heidelberg (EMBL), da Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), do Laboratório Jackson para Medicina Genômica (JAX) e da Universidade de Washington em Seattle (UW). “Aqui, apresentamos um recurso que consiste em montagens de genoma em fases, correspondendo a 70 haplótipos (64 não relacionados e 6 filhos) de um painel diverso de genomas humanos”, escreveram os autores em seu artigo publicado. “Nós geramos um painel de diversidade de assemblies de genoma humano de leitura longa em fases que melhorou significativamente a descoberta de SV [variante estrutural] e servirá como base para construir novas referências específicas para a população. ... O trabalho fornece novos insights fundamentais sobre a estrutura, variação,
O co-primeiro autor, Peter Ebert, PhD, do Instituto de Biometria Médica e Bioinformática do HHU, afirmou: “Com esses novos dados de referência, as diferenças genéticas podem ser estudadas com precisão sem precedentes no contexto da variação genética global, o que facilita o trabalho biomédico avaliação de variantes genéticas carregadas por um indivíduo ”. O artigo da equipe é intitulado, “ Diversos genomas humanos resolvidos por haplótipos e análise integrada de variação estrutural ”.
Vinte anos atrás, no mês passado, o International Human Genome Sequencing Consortium anunciou o primeiro esboço da sequência de referência do genoma humano. O Projeto Genoma Humano, como foi chamado, envolveu mais de 1.000 cientistas de 40 países e durou mais de 11 anos. No entanto, o genoma de referência inicial não representava um único indivíduo, mas sim um composto de humanos, e isso não conseguia capturar com precisão a complexidade da variação genética humana.
Ao longo dos 20 anos intermediários, e com base nos resultados iniciais, os cientistas conduziram vários projetos de sequenciamento para identificar e catalogar as diferenças genéticas entre um indivíduo e o genoma de referência. Essas diferenças geralmente se concentraram em pequenas mudanças de base única e deixaram de lado alterações genéticas maiores. As tecnologias atuais agora estão começando a detectar e caracterizar diferenças maiores - chamadas de variantes estruturais - como inserções de novo material genético. As variantes estruturais são mais prováveis do que as diferenças genéticas menores de interferir na função do gene. A distribuição de variantes genéticas também pode diferir substancialmente entre grupos populacionais como resultado de mudanças espontâneas e contínuas no material genético. Se tal mutação for transmitida por muitas gerações, O conjunto de dados de referência mais abrangente recentemente relatado foi gerado usando uma combinação de sequenciamento avançado e tecnologias de mapeamento. "Esforços anteriores em grande escala foram em grande parte inferenciais e tendenciosos quando se trata da detecção de VSs", disse o co-autor do estudo Scott Devine, PhD, professor associado de medicina da Escola de Medicina da Universidade de Maryland (UMSOM) e membro do corpo docente da IGS, que acrescentou: “Entramos em uma nova era na genômica, onde genomas humanos inteiros podem ser sequenciados com novas tecnologias que fornecem leituras mais substanciais e precisas das bases de DNA. Isso está permitindo que os pesquisadores estudem áreas do genoma que antes não eram acessíveis, mas são relevantes para características e doenças humanas. ”
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| Descoberta abrangente de variação genética com base na análise de genomas humanos de diversos ancestrais. [David Porubsky, Universidade de Washington] |
O estudo se baseia em um método publicado pelos pesquisadores no ano passado na Nature Biotechnology , para reconstruir com precisão os dois componentes do genoma de uma pessoa - um herdado do pai de uma pessoa e outro da mãe de uma pessoa. Ao montar o genoma de uma pessoa, este método elimina os vieses potenciais que poderiam resultar de comparações com um genoma de referência imperfeito. Portanto, ao contrário de levantamentos populacionais anteriores de variação estrutural, o chamador Phased Assembly Variant (PAV) pode descobrir variantes genéticas por meio da comparação direta entre os dois haplótipos de sequência montada e o genoma de referência humano. “Aqui, desenvolvemos um método para descobrir todas as formas de variação genética (PAV) diretamente por comparação de genomas humanos montados”, escreveram eles.
Os dados de referência gerados pelo novo estudo também fornecem uma base importante para incluir o espectro completo de variantes genéticas em estudos de associação do genoma. O objetivo é estimar o risco individual de desenvolver certas doenças como o câncer e compreender os mecanismos moleculares subjacentes. Isso, por sua vez, pode então ser usado como base para terapias mais direcionadas e medicina preventiva.
O Centro de Recursos do Genoma (GRC) do Instituto de Ciência do Genoma (IGS) foi um dos três centros de sequenciamento, junto com o Jackson Labs e a Universidade de Washington, que gerou os dados, usando a nova tecnologia de sequenciamento desenvolvida recentemente pela Pacific Biosciences. O GRC foi um dos cinco primeiros centros de acesso solicitados a testar a nova plataforma.
Devine ajudou a liderar os esforços de sequenciamento para o estudo e também liderou os pesquisadores e coautores do subgrupo que descobriram a presença de "elementos móveis" (ou seja, pedaços de DNA que podem se mover e ser inseridos em outras áreas do genoma). “Nós caracterizamos 130 dos elementos de origem do elemento móvel mais ativos”, escreveram Devine e colegas. Outros membros do Instituto de Ciências do Genoma (IGS) da UMSOM estão entre os 65 co-autores. Luke Tallon, PhD, diretor científico do Genomic Resource Center, trabalhou com Devine para gerar uma das primeiras sequências do genoma humano na plataforma Pacific Biosciences que contribuiu para este estudo. Nelson Chuang, um estudante de pós-graduação no laboratório de Devine, também contribuiu com o projeto.
“A nova pesquisa marcante demonstra um passo gigantesco em nossa compreensão dos fundamentos das condições de saúde geneticamente impulsionadas”, disse E. Albert Reece, MD, PhD, vice-presidente executivo de assuntos médicos da Universidade de Maryland, Baltimore, e o John Z. e Akiko K. Bowers distinto professor e reitor, UMSOM. “Este avanço alimentará estudos futuros destinados a compreender o impacto da variação do genoma humano nas doenças humanas.”
Fonte: Genengnews
