Nowa mapa naszych

Nowa mapa naszych

genów ujawnia

genów ujawnia

ogromne różnice

ogromne różnice

między ludźmi

między ludźmi

Nature,

Nature,

listopad 2006

listopad 2006

W listopadowym wydaniu

W listopadowym wydaniu

czasopisma "

czasopisma "

Nature

Nature

"

"



międzynarodowy zespół naukowców

międzynarodowy zespół naukowców

opublikował wyniki badań DNA 270

opublikował wyniki badań DNA 270

osób z różnych populacji.

osób z różnych populacji.



Badani pochodzili z Europy, Afryki,

Badani pochodzili z Europy, Afryki,

Azji.

Azji.



Przeanalizowano ich DNA w

Przeanalizowano ich DNA w

poszukiwaniu tak zwanych wariancji

poszukiwaniu tak zwanych wariancji

liczby kopii.

liczby kopii.

Okazało się, że te wariancje

Okazało się, że te wariancje

dotyczą dużych fragmentów DNA

dotyczą dużych fragmentów DNA



U każdej badanej osoby znaleziono

U każdej badanej osoby znaleziono

przeciętnie 70 takich miejsc.

przeciętnie 70 takich miejsc.



W sumie u wszystkich odkryto ich

W sumie u wszystkich odkryto ich

prawie 1500.

prawie 1500.



Kiedy je zsumowano - wszystkie

Kiedy je zsumowano - wszystkie

fragmenty DNA, gdzie występują

fragmenty DNA, gdzie występują

wariancje (podstawienia), okazało się

wariancje (podstawienia), okazało się

że pokrywają one 12 % całego

że pokrywają one 12 % całego

ludzkiego genomu.

ludzkiego genomu.



D

D

otychczas sądzono, że różnice

otychczas sądzono, że różnice

genetyczne między ludźmi polegają

genetyczne między ludźmi polegają

przede wszystkim na zamianie

przede wszystkim na zamianie

pojedynczych nukleotydów (tzw.

pojedynczych nukleotydów (tzw.

polimorfizm jednego nukleotydu,

polimorfizm jednego nukleotydu,

SNP).

SNP).



Opisane w najnowszym numerze "

Opisane w najnowszym numerze "

Nature" różnice dotyczą jednak nie

Nature" różnice dotyczą jednak nie

pojedynczych nukleotydów, ale

pojedynczych nukleotydów, ale

całych genów lub ich fragmentów.

całych genów lub ich fragmentów.



Teraz okazuje się, że równie

Teraz okazuje się, że równie

rozpowszechnione są bardziej

rozpowszechnione są bardziej

zasadnicze, strukturalne różnice w

zasadnicze, strukturalne różnice w

DNA.

DNA.



U niektórych ludzi

U niektórych ludzi

brakuje całych

brakuje całych

genów lub geny te są powielone,

genów lub geny te są powielone,

tzw. wariancje liczby kopii.

tzw. wariancje liczby kopii.



Zmiany liczby kopii są nie tylko liczne

Zmiany liczby kopii są nie tylko liczne

- niektóre powielone (lub brakujące)

- niektóre powielone (lub brakujące)

fragmenty są zadziwiająco długie.

fragmenty są zadziwiająco długie.



U niektórych badanych brakuje

U niektórych badanych brakuje

fragmentów DNA liczących milion

fragmentów DNA liczących milion

nukleotydów.

nukleotydów.



Co ciekawe, takie potężne zmiany

Co ciekawe, takie potężne zmiany

wcale nie muszą wywoływać chorób.

wcale nie muszą wywoływać chorób.

Dotychczas uważaliśmy, że tak wielkie

Dotychczas uważaliśmy, że tak wielkie

zmiany muszą spowodować jakąś

zmiany muszą spowodować jakąś

chorobę.

chorobę.



Okazuje się, że niekoniecznie, że

Okazuje się, że niekoniecznie, że

takie zmiany są zupełnie normalne,

takie zmiany są zupełnie normalne,

wszyscy możemy je mieć.

wszyscy możemy je mieć.



Jeżeli jakiś gen jest powielony,

Jeżeli jakiś gen jest powielony,

zmienia to stężenie białek, które są

zmienia to stężenie białek, które są

wytwarzane na podstawie genu.

wytwarzane na podstawie genu.



Najlepszym tego przykładem jest

Najlepszym tego przykładem jest

powielenie genu CCL3L1. Wiadomo, że

powielenie genu CCL3L1. Wiadomo, że

osoby, które mają więcej kopii tego genu,

osoby, które mają więcej kopii tego genu,

są bardziej odporne na zarażenie wirusem

są bardziej odporne na zarażenie wirusem

HIV.

HIV.



Autorzy podejrzewają, że wariancje liczby

Autorzy podejrzewają, że wariancje liczby

kopii mogą dawać odporność (lub

kopii mogą dawać odporność (lub

zwiększać podatność) również na inne

zwiększać podatność) również na inne

choroby - wśród nich są m.in. choroby

choroby - wśród nich są m.in. choroby

Parkinsona i Alzheimera.

Parkinsona i Alzheimera.



16 % znalezionych w toku badań wariancji

16 % znalezionych w toku badań wariancji

dotyczy genów związanych z rozmaitymi

dotyczy genów związanych z rozmaitymi

dolegliwościami.

dolegliwościami.

Badania opublikowane w " Nature"

Badania opublikowane w " Nature"

mogą rzucić zupełnie nowe światło na

mogą rzucić zupełnie nowe światło na

dzieje naszego gatunku.

dzieje naszego gatunku.



Jak wykazały analizy, prawie 90 %

Jak wykazały analizy, prawie 90 %

odkrytych wariacji występuje we

odkrytych wariacji występuje we

wszystkich przebadanych populacjach -

wszystkich przebadanych populacjach -

jest to ślad po tym, że wszyscy jeszcze

jest to ślad po tym, że wszyscy jeszcze

kilkaset tysięcy lat temu żyliśmy w jednym

kilkaset tysięcy lat temu żyliśmy w jednym

miejscu: w Afryce.

miejscu: w Afryce.



Porównanie liczby wariancji w różnych

Porównanie liczby wariancji w różnych

miejscach genomu człowieka pokazało, że

miejscach genomu człowieka pokazało, że

różnice liczby kopii są szczególnie częste

różnice liczby kopii są szczególnie częste

w genach, które zmieniały się szybko.

w genach, które zmieniały się szybko.



Różnice liczby kopii

Różnice liczby kopii

jest wiele we

jest wiele we

fragmentach DNA, które u człowieka

fragmentach DNA, które u człowieka

gwałtownie ewoluowały: czyli tych, które

gwałtownie ewoluowały: czyli tych, które

odpowiedzialne są za pracę systemu

odpowiedzialne są za pracę systemu

odpornościowego lub rozwój mózgu.

odpornościowego lub rozwój mózgu.



Z kolei geny odpowiedzialne za bardziej

Z kolei geny odpowiedzialne za bardziej

podstawowe funkcje życiowe - np. podział

podstawowe funkcje życiowe - np. podział

komórek, wczesny rozwój płodu - nie

komórek, wczesny rozwój płodu - nie

obfitują w wariancje.

obfitują w wariancje.



Oznacza to, że rola wariancji liczby kopii w

Oznacza to, że rola wariancji liczby kopii w

ewolucji naszego gatunku może być

ewolucji naszego gatunku może być

olbrzymia.

olbrzymia.

Ten artykuł w " Nature" na zawsze

Ten artykuł w " Nature" na zawsze

zmieni genetykę człowieka

zmieni genetykę człowieka



- skomentował badania amerykański

- skomentował badania amerykański

genetyk z Baylor College of Medicine

genetyk z Baylor College of Medicine

prof. James Lupski. - Nikt już nie

prof. James Lupski. - Nikt już nie

powie, że nasze cechy zawdzięczamy

powie, że nasze cechy zawdzięczamy

wyłącznie zmianom pojedynczych

wyłącznie zmianom pojedynczych

literek zapisu genetycznego. Teraz

literek zapisu genetycznego. Teraz

wiemy, że równie ważne są bardziej

wiemy, że równie ważne są bardziej

zasadnicze, strukturalne zmiany w

zasadnicze, strukturalne zmiany w

obrębie genomu.

obrębie genomu.

Ponadto te wyniki stanowią też

Ponadto te wyniki stanowią też

rozwiązanie zagadki, która od pewnego

rozwiązanie zagadki, która od pewnego

czasu gnębi genetyków:

czasu gnębi genetyków:



dlaczego dwie pełne wersje genomu

dlaczego dwie pełne wersje genomu

ludzkiego, które dotychczas zostały

ludzkiego, które dotychczas zostały

spisane (jedna przez firmę Celera

spisane (jedna przez firmę Celera

Genomics, druga przez publiczny Human

Genomics, druga przez publiczny Human

Genome Project), tak się od siebie różnią.

Genome Project), tak się od siebie różnią.



- Wielu ludzi porównywało te dwie wersje

- Wielu ludzi porównywało te dwie wersje

genomu i znalazło olbrzymie różnice,

genomu i znalazło olbrzymie różnice,

których nie potrafili wytłumaczyć, więc

których nie potrafili wytłumaczyć, więc

uznali to za błędy.

uznali to za błędy.



- Teraz widzimy, że to wcale nie były błędy.

- Teraz widzimy, że to wcale nie były błędy.

Co te różnice oznaczają?

Co te różnice oznaczają?

Znalezione miejsca, gdzie geny zostały

Znalezione miejsca, gdzie geny zostały

powielone, nie tylko są zapisem dziejów

powielone, nie tylko są zapisem dziejów

ludzkości, ale też dowodzą plastyczności

ludzkości, ale też dowodzą plastyczności

naszego genomu i dają nadzieję na

naszego genomu i dają nadzieję na

dalszą ewolucję gatunku.

dalszą ewolucję gatunku.



Oprócz tego te odkrycia mogą mieć

Oprócz tego te odkrycia mogą mieć

wielkie znaczenie medyczne.

wielkie znaczenie medyczne.



Niektórzy naukowcy widzą przyszłość

Niektórzy naukowcy widzą przyszłość

medycyny w odczytywaniu genomu

medycyny w odczytywaniu genomu

każdego pacjenta i dostosowywaniu

każdego pacjenta i dostosowywaniu

terapii do jego DNA.

terapii do jego DNA.



Wysiłek naukowców zmierza teraz

Wysiłek naukowców zmierza teraz

do tego, żeby sporządzić kompletną

do tego, żeby sporządzić kompletną

mapę wszystkich wariancji liczby kopii,

mapę wszystkich wariancji liczby kopii,

a następnie zidentyfikować ich

a następnie zidentyfikować ich

znaczenia.

znaczenia.



Jeżeli się to uda, medycynę może

Jeżeli się to uda, medycynę może

czekać rewolucja.

czekać rewolucja.

Każdy lek działa inaczej

Każdy lek działa inaczej

na

na

każdego z nas - i te

każdego z nas - i te

różnice

różnice

wynikają w wielkiej

wynikają w wielkiej

mierze

mierze

z naszych genów.

z naszych genów.



Gdyby udało się doprowadzić do tego,

Gdyby udało się doprowadzić do tego,

że geny zwykłych pacjentów będą

że geny zwykłych pacjentów będą

odczytywane i porównywane ze sobą,

odczytywane i porównywane ze sobą,

to wizyta w przychodni polegać będzie

to wizyta w przychodni polegać będzie

na analizie w komputerowej bazie

na analizie w komputerowej bazie

danych naszego genomu.

danych naszego genomu.