Zvětšit obrázek

Ukázalo se, že až nejsme stejní, jako pěchota armády klonů. Jestli to je dobře nebo špatně, ať si přebere každý sám.

Již letmé rozhlédnutí kolem sebe například v městské hromadné dopravě napoví, že lidé zcela zřetelně nejsou stejní. Když pomineme triviální rozdíly dané pohlavím či věkem, stále bude dobře patrné, že se jednotliví lidé od sebe různě odlišují. Ptát se na to, jak se od sebe lidé liší na úrovni genů a molekul je ale v dnešní době politicky nekorektní. Může za to poněkud paranoidní obava, že by takové dotazy a případné odpovědi poskytly munici pro přehnanou xenofobní hysterii. Proto na případný nekorektní dotaz, jak se mezi sebou liší genomy jednotlivých lidí donedávna existovala pouze jedna striktní odpověď. Totiž ta, že prakticky vůbec a že každí dva lidé na planetě mají společných minimálně 99,9 procent genomu.
To teď už teď ale nepůjde. Zcela nová studie početného mezinárodního týmu molekulárních biologů přichází s převratným zjištěním, že přes 2900 genů, čili nejméně 10 procent všech lidských genů vůbec není stálých, ale že se naopak mezi jednotlivými lidmi výrazně, někdy až dramaticky liší.

Schererův tým se zaměřil na proměnlivost v počtu kopií genu (CNV, copy number variations). Jde o to, že každý gen v diploidním organismu, tedy i v nás je za normálních okolností zastoupen dvěma alelami, jednou od táty a druhou od mámy. Často se ale stává, že se jednotlivé alely vyskytují v různém počtu kopií, určitá alela může třeba úplně zmizet, nebo se naopak různě namnožit genovou duplikací. To samozřejmě není jen tak, každá taková změna významně ovlivňuje aktivitu daného genu a ve své důsledku i celý organismus.
Rozsáhlého projektu se zůčastnilo celkem 270 genomů lidí z Evropy, Asie a Afriky. Badatelé použili techniku skenování celých genomů pomocí DNA čipů. Tímto postupem mohli zachytit odlišnosti v DNA, když se porovnávané sekvence lišily minimálně o 1000 nukleotidů, čili jednotlivých písmen genetické informace.

Zvětšit obrázek

DNA čip. Elegantní technika, jak rychle prozkoumat obrovské úseky DNA.

U každého sledovaného člověka odhalili průměrně 70 míst CNV, což dělalo dohromady průměrně 250 000 nukleotidů. U všech zkoumaných osob objevili celkem 1447 různých míst CNV, což dohromady představuje zhruba 12% lidského genomu. To je mnohem větší proměnlivost genomu našeho druhu, než si kdy kdo myslel. Pozorované změny počtu kopií genů byly nejen běžné, ale taky řádně veliké. Autoři studie běžně potkávali změny v úsecích DNA dlouhé přes milión nukleotidů. Dřív se myslelo, že tak brutální změny lidského genomu musejí souviset s dědičným onemocněním. Ukázalo se však, že takové změny má ve svém genomu prakticky každý z nás.

Zvětšit obrázek

Současná podoba mapy míst CNV v lidském genomu, zobrazená po jednotlivých chromozómech. Délka známých CNV modře, frekvence jejich výskytu červeně.

Ve skutečnosti se geneticky daných poruch týkalo jen přibližně 16% objevených změn CNV. Šlo například o syndromy DiGeorgeho, Angelmanův, Williams-Beurenův a Prader-Williho, nebo změny týkající se schizofrenie, šedého zákalu, spinální svalové atrofie či aterosklerózy. Z dřívější doby je známo, že se některé změny CNV objevují v některých typech rakovinných buněk, i když jejich přímá souvislost s rakovinným bujením ještě není úplně jasná. Právě nyní také běží nadějný výzkum role změn CNV v onemocněních ledvin, Parkinsonovi, Alzheimerovi či v náchylnosti konkrétních lidí k AIDS.

Zmíněná studie se stane dobrým základem pro individualizované sekvenování lidského genomu. Postupně začneme mít sekvence našich konkrétních genomů, nejprve pro potřeby diagnostiky genetických poruch, na míru šité léčby nejrůznějších onemocnění nebo pro jejich prevenci. Zajímavým výstupem projektu je i fakt, že Scherer s kolegy objevil přes 30 miliónů nukleotidů kupodivu zjevně nepřítomných v dosud publikované sekvenci celého lidského genomu. To je zhruba jedno procento jeho délky.

Evoluce genomu člověka se doposud sledovala buď na úrovni celých chromozómů, nebo naopak na úrovni změn jednotlivých nukleotidů (SNP, single nucleotide polymorphism). Teď se otevírá zcela nový a velmi slibný prostor pro sledování evolučních procesů v genomu na úrovni úseků DNA dlouhých statisíce až milióny nukleotidů.

Pramen: Nature Vol 444: 444-454 (doi:10.1038/nature05329).