Исторически пробив в медицината: За първи път разшифроваха напълно генома на жив човек

Изследователите от консорциума „Telomere-to-Telomere“ (T2T) за първи път реконструираха пълния персонализиран геном на жив човек, включващ и двете копия на всички хромозоми — едно от майката и едно от бащата. За разлика от предишния подход, при който ДНК-то на пациента се сравняваше със средностатистически шаблон, новият метод позволява създаването на точен генетичен профил, отчитащ всички индивидуални особености. Това отваря пътя към ранната диагностика на редки заболявания, прогнозиране на риска от рак, както и към персонализирано лечение през целия живот.

Новата работа е продължение на проекта T2T, в рамките на който през 2022 г. учените за първи път получиха пълната последователност на човешкия геном без пропуснати участъци. Тогава изследователите успяха да дешифрират последните 8% от генома, които оставаха недостъпни за анализ. В новото проучване екипът реши по-сложна задача — възстанови диплоидния човешки геном, тоест пълния набор от хромозоми, като взе предвид двете копия на всяка от тях: едното, наследено от майката, и другото — от бащата.

Как беше преодоляно технологичното ограничение?

За изследването учените използваха генома HG002 — проба от жив донор, която се използва широко като стандарт за проверка на технологиите за секвениране на ДНК. Новата последователност съдържа с 15% повече информация, отколкото предишните референтни версии, и включва над 900 млн. двойки ДНК-основи, които преди това бяха недостъпни за анализ. Сред тях се оказаха участъци, свързани с риска от развитие на рак, неврологични заболявания и други състояния.

Преди генетичните тестове основно търсеха разлики в ДНК-то на пациента спрямо стандартния референтен геном — условна „норма“. Този подход можеше да пропусне уникални участъци от генома, които не фигурираха в референтната последователност. Новият метод ще позволи създаването на пълен генетичен профил на всеки човек още от раждането му, като се отчитат всички индивидуални особености на неговата ДНК. В бъдеще тези данни могат да помогнат за по-точна оценка на рисковете от развитие на рак, сърдечно-съдови, имунни и други сложни заболявания, както и за подбор на по-персонализирани методи за профилактика и лечение.

При това дешифрирането на ДНК вече стана неизмеримо по-евтино и по-достъпно. Първият проект за секвениране на човешкия геном през 2003 г. струваше около 5 млрд. долара. Днес обаче, благодарение на новите технологии, подобно пълно дешифриране може да се направи само за 5 хил. долара — тоест един милион пъти по-евтино.

В бъдеще всяко дете при раждането си ще получава пълен генетичен профил, който ще се съхранява в неговата медицинска карта и ще се използва през целия му живот за персонализирано лечение. Това означава, че лекарите ще могат да предотвратяват заболяванията още преди появата им и да подбират лекарства за конкретния човек.

Същевременно консорциумът T2T представи резултатите от реконструкцията на пълните геноми на няколко вида животни, включително макаци, маймуни и зеброва амадина. Тези данни ще помогнат за изучаването еволюцията на видовете, функционирането на гените и различията между организмите.