Подтверждено увеличение числа редких мутаций у человека

Чтобы оценить рост числа редких мутаций, исследователям пришлось по сто раз прочитывать каждую букву в тысячах генов ДНК, взятой у нескольких тысяч людей.

 Столбиками обозначены прочитанные гены, их высота указывает на число вариантов этих генов. Вероятность обнаружения большинства мутаций менее 0,5%, и чтобы увидеть их, требуется большее количество генетического материала. (Рисунок авторов исследования.)

 На прошлой неделе учёные из Корнеллского университета (США) сообщили о том, что существующие популяционно-генетические модели не могут адекватно описать динамику генов у человека. Взрывной рост человеческой популяции должен был повысить частоту многих редких мутаций, на которые до сих пор генетики не обращали внимания. Исследователи проводили анализ теоретических моделей, чтобы узнать, какая лучше подходит для описания роста численности человечества. А на днях теория получила экспериментальное подкрепление: в журнале Science появились две статьи (1 и 2), авторы которых полностью подтверждают предположение о повышенной частоте редких мутаций в геноме современных людей.

Вот некоторые цифры. Исследователи из Вашингтонского университета в Сиэтле (США) прочитали 15 585 генов у 2 440 людей и обнаружили, что у 86% из них были варианты генов, которые принято считать редкими. Тут следует сказать, что из всех мутаций, традиционно связываемых с медицинскими последствиями, 95% относятся именно к редкой группе. Второй проект был выполнен командой из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Её результат: 202 просеквенированных гена у 14 тыс. людей, 95% вариантов генов оказались редкими. При этом 74% видов мутаций обнаруживались не более чем у двух человек. Такой урожай редких генетических вариантов удалось собрать благодаря особой методике чтения генов, когда одна и та же «буква» в ДНК анализировалась почти сотню раз.

Значение этих результатов для генетики вообще и для медицинской генетики в частности, что называется, трудно переоценить. Модели популяционной динамики могли лишь предполагать вероятность повышения частот редких мутаций. Но конкретные цифры и конкретные варианты генов можно узнать только вот из таких экспериментальных и чудовищно трудоёмких исследований. В последние годы генетики усиленно охотятся за мутациями, которые помогли бы объяснить происхождение многих наследственно-генетических заболеваний. Но обычные, легко обнаруживаемые мутации постоянно оказывались недостаточными, чтобы объяснить болезнь. Теперь же, с полученными результатами по редким мутациям, многое в медицинской генетике может стать понятным.

При этом исследователям ещё предстоит научиться анализу такого рода данных. Во-первых, очевидно, что для выявления генетических вариантов нужно порой использовать колоссальное количество материала — образцы ДНК от тысяч и десятков тысяч человек. Во-вторых, распределение и проявление этих мутаций может зависеть от конкретной популяции, то есть один и тот же вариант гена может по-разному влиять на жителей Центральных штатов США и Среднерусской возвышенности. И последнее: по оценкам исследователей, каждый человек из тех, чью ДНК они анализировали, несёт в среднем от 25 до 31 мутаций. Чтобы оценить шансы получить генетическое заболевание, нужно уметь во всех тонкостях разбираться в этом мутационном букете.

Компьюлента 

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Nature News.