Большинство исследований в области генетики человека исторически были сосредоточены на людях европейского происхождения — давняя предвзятость, которая может ограничивать точность научных прогнозов в отношении людей из других популяций.

Теперь группа ученых из Университета Джонса Хопкинса создала новый каталог данных по экспрессии генов человека со всего мира. Возросшая представленность малоизученных популяций должна дать исследователям возможность получить более точное представление о генетических факторах, определяющих разнообразие людей, включая такие черты, как рост, уровень гормонов и риск заболеваний.

Работа углубляет научное понимание экспрессии генов в популяциях Латинской Америки, Южной и Восточной Азии и других регионов, по которым имелись ограниченные данные.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature , могут способствовать дальнейшему развитию исследований изменчивости и эволюции человека.

«Теперь у нас есть глобальное представление о том, как экспрессия генов влияет на разнообразие мира, самая широкая на сегодняшний день картина популяций, которые были плохо представлены в предыдущих исследованиях», — сказал старший автор Раджив Маккой, генетик из Университета Джонса Хопкинса.

«Мы пытаемся лучше понять связь между вариациями на уровне нашей ДНК и вариациями на уровне наших черт, которые рассматривались в предыдущих генетических исследованиях, но с очень устойчивой предвзятостью, которая часто исключала популяции неевропейского происхождения».

Хотя генетические исследования чаще всего изучают различия в ДНК, исследователи намеревались изучить «экспрессию генов» — процесс, посредством которого гены в ДНК «транскрибируются» в молекулы РНК.

РНК, в свою очередь, служит чертежом для управления сборкой аминокислот в белки, которые обеспечивают структуру и выполняют различные задачи внутри клеток. Но генетические мутации могут влиять на то, как гены экспрессируются, изменяя количество производимых генами РНК или структуру самой РНК. Эти мутации и связанные с ними эффекты на экспрессию генов могут критически влиять на развитие признаков и заболеваний.

Чтобы выявить мутации, которые изменяют экспрессию генов, ученые измерили РНК в клетках 731 человека, которые уже принимали участие в проекте «1000 геномов» — ранее созданном международном сотрудничестве, которое охарактеризовало последовательность ДНК тех же людей.

«Мы знаем не только последовательности их геномов, которые были ранее опубликованы, но теперь у нас есть измерения экспрессии их генов. Объединив эти данные, мы можем понять на самом базовом уровне генетические источники различий в экспрессии генов между особями», — сказал Маккой.

«В конечном итоге именно это и является основной причиной различий между вами и мной, хотя на уровне ДНК мы на 99,9% идентичны».

Генетики Университета Джонса Хопкинса Дилан Тейлор (слева) и Раджив Маккой. Автор: Уилл Кирк/Университет Джонса Хопкинса
В то время как 731 человек охватывают 26 различных групп на пяти континентах, ученые обнаружили, что паттерны экспрессии генов часто являются общими для разных групп, явление, также наблюдаемое в паттернах вариации ДНК. Большинство различий в экспрессии генов наблюдалось внутри популяций, а не между ними.

«Распределение нашего разнообразия более сложно, чем эти географические, политические или социальные ярлыки», — сказал Маккой.

По его словам, разнообразие когорты позволило ученым выявить возможные связи между мутациями и конкретными признаками и рисками для здоровья, в том числе для мутаций, ограниченных подгруппами популяций, которые ранее не изучались.

«Мы демонстрируем, что, имея эту более разнообразную когорту, мы действительно можем сосредоточиться на конкретных мутациях, которые могут быть причиной этих изменений экспрессии генов, и в конечном итоге на том, как они могут определять изменчивость и как это влияет на признаки или восприимчивость к заболеванию», — добавил Маккой.

По словам ведущего автора исследования Дилана Тейлора, доктора биологических наук Университета Джонса Хопкинса, результаты исследования также могут привести к созданию более персонализированных методов лечения.

«Мы не сможем по-настоящему использовать эти исследования в качестве прогнозов для персонализированной медицины, если у нас не будет более разнообразных наборов данных», — сказал Тейлор.

«Если вы попытаетесь использовать результаты исследования, в котором участвовали только европейцы, для прогнозирования экспрессии генов у представителей недостаточно представленной популяции , например, выходцев из Южной Азии, ваши результаты не обязательно будут очень надежными».

Ключевые пробелы все еще существуют. Набор данных 1000 Genomes не включает многие группы с Ближнего Востока, Австралии и островов Тихого океана и имеет ограниченные образцы из Америки и Африки.

«Эта область начинает двигаться в этом захватывающем направлении, чтобы включать в исследования генетики человека разных людей», — сказал Тейлор. «Наше исследование — это доказательство концепции для других ученых. Мы демонстрируем, что мы действительно можем это делать, и мы должны это делать, и это ценно».