Послідовність ДНК людини визначена практично цілком. Але вона більш ніж наполовину складається з ДНК однієї конкретної людини і не відображає всього генетичного різноманіття людей. Така база почала наповнюватися лише недавно. Пангеном включає дані для жителів усіх населених континентів, представників різних народів і етнічних груп.
Колір очей і ріст, схильність до розвитку серцево-судинних захворювань і діабету, оптимальні методи лікування раку — все це визначається спадковістю і активно досліджується. Однак в таких роботах вчені зазвичай спираються на референсний геном, який складений з ДНК невеликого числа людей і не відображає реального генетичного різноманіття. Лише недавно був зроблений перший важливий крок до створення подібної бази. Міжнародний консорціум представив першу версію пангеному, що включає різні варіанти генів, які зустрічаються у людей з різних регіонів світу. Стаття про це опублікована в журналі Nature.
Нагадаємо, секвенування геному людини в цілому завершили ще в 2001 році, воно зажадало декількох років роботи сотень вчених з десятків наукових інститутів. У ньому не вистачало приблизно восьми відсотків – ділянок, робота з якими виявилася занадто складною для технологій того часу. Відтоді референсний геном GRCh38 потроху поповнюється відсутніми фрагментами, останній з яких додали у 2022 році.
Це практично повна версія називається T2T-CHM13. Вона охоплює майже 100 відсотків людської ДНК, але не відображає справжньої генетики людини. Адже один і той же ген у різних людей зустрічається в різних станах (алелях), і навіть деякі ділянки, які не кодують білки, а виконують структурну функцію в організації хромосом, можуть відрізнятися.
Щобільше, GRCh38 і T2T-CHM13 були зібрані з фрагментів, отриманих лише у 20 осіб, причому понад 70 відсотків референтних геномів належать лише одному з них. Та й інші представляють нащадків жителів Європи і Африки і не несуть інформації про генетичні особливості представників інших груп.
Все це стимулювало запуск чергового масштабного міжнародного проекту: в рамках нього Консорціум Human Pangenome Reference Consortium (HPRC) веде роботу над пангеномом — базою, яка відображала б все розмаїття геномів людства. Для цього запустили окремий проект 1000 Genomes, мета якого — збір зразків ДНК, які оптимально відображають це розмаїття. І лише недавно вчені представили перші результати своєї роботи. Вони включають дані повного секвенування ДНК для 47 добровольців з усіх континентів, не враховуючи Антарктиду.
Крім цього, вчені збирали генетичний матеріал у їх батьків, визначивши, від кого саме була запозичена та чи інша ділянка ДНК. Робота дозволила доповнити GRCh38 новими 119 мільйонами пар основ, які раніше секвенувати не вдавалося, — на додачу до 3,2 мільярда, визначених раніше. Вчені HPRC також виявили понад 1100 дублювань — подвоєння ділянок ДНК, які відіграють величезну роль в еволюції. Але головне в тому, що пангеном дозволяє розглянути варіативність геному людини, щоб краще зрозуміти, як ці відмінності впливають на організм і стан здоров’я.
Консорціум HPRC лише почав роботу і планує доповнювати пангеном людства результатами секвенування ДНК все нових і нових людей. Вже зараз до нього додають дані ще 123 осіб, а в наступному році вчені сподіваються довести загальне число учасників до 350. Особливу увагу приділять жителям регіонів, погано охоплених подібними дослідженнями, включаючи Південно-Східну Азію і Близький Схід.