Лона Франк - Мой неповторимый геном

Однако мутации в человеческом геноме не ограничиваются однонуклеотидными заменами. Мы являемся носителями гораздо более серьезных аберраций: у одних утрачиваются целые сегменты ДНК, у других какие-то сегменты повторяются два и более раз или оказываются совсем в другой области генома. Важным инструментом охотников за мутациями стал в последние годы метод полногеномного скрининга, или GWAS (Genome Wide Association Studies). Он позволяет выяснить, какие гены связаны с теми или иными заболеваниями или определяют те или иные признаки. Концептуально подход очень прост. Набирают группу добровольцев, страдающих данным недугом или обладающих конкретным признаком, и контрольную группу. И тех, и других тестируют на наличие четырех известных SNP, используя генный чип. Это удивительное устройство размером с почтовую марку вмещает множество коротких кусочков ДНК, беспорядочно колышущихся, как водоросли на дне моря. Современный чип позволяет тестировать от половины до одного миллиона SNP, разбросанных по всем хромосомным ДНК. Информацию загружают в компьютер, и с помощью специальной программы получают полную картину распределения точковых мутаций и их характеристики.

Цель подобных исследований состоит в идентификации одной (или нескольких) однонуклеотидных замен, которые встречаются в геноме больного человека гораздо чаще, чем в геноме здорового. Если такая мутация найдена, ее используют в качестве маркера данного заболевания.

Поскольку известно, где эта мутация локализуется, можно установить, какой ген она затрагивает, а зная частоту ее встречаемости, оценить вероятность развития заболевания. Таким способом мы «просеиваем геном» через мелкое сито, собираем попавшийся материал (гены) и анализируем (секвенируем) его. Выяснив, какую функцию выполняет «выуженный» ген, можно установить патогенез ассоциированного с ним заболевания и попытаться найти способы борьбы с ним.

В 2005 году Роберт Клейн вместе с коллегами из Рокфеллеровского университета сделал очень важное открытие, вызвавшее среди ученых большой интерес: он показал, что возрастная дегенерация сетчатки (макулодистрофия) однозначно связана с однонуклеотидной заменой в гене, продукт которого участвует в регуляции воспалительных процессов. Одним выстрелом Клейн поразил сразу две цели: он не только нашел способ идентификации людей с высоким риском данного заболевания, но и установил тот порог, до которого можно дойти в прояснении его механизма [11] Klein, Robert J. 2005. Complement Factor H Polymorphism in Age-related Macular Degeneration. Science 308(5720): 385-9. .

Два года спустя в Nature были опубликованы результаты двух других, еще более важных исследований подобного рода. В первом случае ученые из Университета Макгилла в Канаде попытались найти генетические корни диабета второго типа, одного из наиболее глубоко затрагивающих качество жизни заболеваний. Протестировав почти четыре сотни SNP, они обнаружили существенные изменения в двух уже хорошо охарактеризованных генах [12] Sladek, Robert, et al. 2007. A Genome-wide Association Study Identifies Novel Risk Loci for Type 2 Diabetes. Nature 445: 881-5. . Второе исследование, проведенное несколько позже английской компанией Wellcome Trust , касалось более широкого круга заболеваний — диабета первого и второго типов, гипертензии, болезни Крона, биполярных психических расстройств. Две сотни исследователей проанализировали данные тестирования 17 тысяч людей, как здоровых, так и больных, и установили генетическую природу еще нескольких патологий [13] Wellcome Trust Case Control Consortium. 2007. Genome-wide Association Study of 14,00 °Cases of Seven Common Diseases and 3,000 Shared Controls. Nature 447(7145): 661-78. .

На сегодня выявлено более 400 корреляций между генными вариантами и самыми разными заболеваниями и признаками — от рака предстательной железы и мочекаменной болезни до курчавости волос и совсем уж экзотическими особенностями.

Все это замечательно. Но какая польза от того, что теперь нам известен ген, определяющий уникальную способность улавливать тончайшие запахи или что-то в этом роде?

Может случиться, что с удешевлением процедуры секвенирования, детализацией генных вариантов и дальнейшими корреляционными изысканиями в природе вдруг объявится какой-то новый, обособленный живой организм. Как метко заметил известный американский психолог Стивен Пинкер, «мы вступили в эру потребительской генетики» [14] Pinker, Steven. 2009. My Genome, My Self. New Y ork Times Magazine (7 January). .

«Большой скачок» в этом направлении произошел в 2008 году, когда все, кто пожелал, получили возможность присоединиться к компании Джеймса Уотсона, Крейга Вентера и других знаменитостей, секвенировав свой геном на специально для этого организованном мероприятии. Охваченные желанием стать первыми на рынке «генетических услуг», исландская компания deCODEme и американская 23andMe принялись наперегонки предлагать обывателям за определенную плату расшифровку их персонального генома. Достаточно послать по почте каплю слюны или со-скоб слизистой с внутренней поверхности щеки — и любая из этих компаний проведет тестирование на наличие до миллиона генных маркеров. Ваш генетический профиль можно будет сравнить с результатом нескольких корреляционных исследований более высокого уровня и узнать, с какой вероятностью у вас с возрастом появятся сердечно-сосудистые отклонения, болезнь Альцгеймера, диабет и т. д. Однако выданный результат не будет диагнозом. Он лишь укажет, что ваши шансы заболеть тем-то и тем-то отличаются от среднепопуляционных на столько-то.