Meer dan 20 jaar nadat wetenschappers voor het eerst een ruwe reeks van het menselijk genoom vrijgaven, is het boek des levens allang herschreven.
Woensdag werd een nauwkeurigere en uitgebreidere versie van onze genetische code gepubliceerd, een belangrijke stap in de richting van een dieper begrip van de menselijke biologie en gepersonaliseerde geneeskunde voor mensen met een breed scala aan raciale en etnische achtergronden.
In tegenstelling tot het vorige rapport – dat sterk leunde op het DNA van een man van gemengd ras uit Buffalo, met inbreng van enkele tientallen andere mensen, meestal van Europese afkomst – bevat het nieuwe “pangenidioom” bijna volledige genetische sequenties van 47 mannen en vrouwen van verschillende afkomsten, waaronder Afro-Amerikanen, Caribische eilandbewoners, Oost-Aziaten, West-Afrikanen en Zuid-Amerikanen.
De bijgewerkte genoomkaart is een cruciaal hulpmiddel voor wetenschappers en clinici die genetische varianten willen identificeren die verband houden met ziekte. Het houdt ook belofte in voor behandelingen die alle mensen ten goede kunnen komen, ongeacht hun ras, etniciteit of afkomst, aldus de onderzoekers.
“Het heeft lang geduurd – en ze hebben het heel goed gedaan”, zegt Ewan Birney, een geneticus en adjunct-directeur-generaal van het European Molecular Biology Laboratory, die niet bij de inspanning betrokken was. “Dit zal ons gedetailleerde begrip van de variëteit verbeteren, en dit onderzoek zal vervolgens nieuwe mogelijkheden voor klinische toepassingen openen.”
Met de nieuwste DNA-sequencingtechnologie brengt het pangenoom alle 47 unieke genomen samen in één enkele bron, waardoor het meest gedetailleerde beeld wordt verkregen van de code die onze cellen aandrijft. De hiaten in het vorige rapport zijn nu opgevuld, met bijna 120 miljoen voorheen ontbrekende DNA-letters toegevoegd aan de drie miljard letters lange code.
Voorbij is het idee van een totemische DNA-streng die 1,80 meter lang is wanneer hij wordt afgewikkeld en in een rechte lijn wordt uitgerekt. Nu lijkt het opnieuw opgestarte rapport op een maïsdoolhof, met alternatieve paden en zijpaden die wetenschappers in staat stellen een breder scala van de genetische diversiteit te onderzoeken die bij mensen over de hele wereld wordt aangetroffen.
Dr. Eric Green, directeur van het National Human Genome Research Institute, de overheidsinstantie die het project financierde, vergelijkt het pangenoom met een nieuw soort carrosseriehandboek voor autoreparatiewerkplaatsen. Waar voorheen elke ingenieur alleen de ontwerpspecificaties had voor één type auto, is er nu een masterplan dat verschillende merken en modellen omvat.
“We zijn geëvolueerd van een heel mooi Chevy-ontwerp naar nu met ontwerpen van 47 representatieve auto’s van elk van de 47 verschillende fabrikanten,” zei hij.
Weten wat te doen met dit Kelley Blue Book of genomics zal een steile leercurve met zich meebrengen. Er zijn nieuwe analysetools nodig. De coördinatenstelsels moeten opnieuw worden gedefinieerd. Een wijdverbreide acceptatie zal tijd vergen.
“Het gebruik ervan voor de gemeenschap gemakkelijk maken, is werk dat moet worden gedaan”, zegt Heidi Rehm, hoofd genomics van het Massachusetts General Hospital in Boston, die niet bij het project betrokken was.
Maar te zijner tijd, zeiden experts, zal het pangenoom een revolutie teweegbrengen op het gebied van genomische geneeskunde.
“We zullen het voordeel hebben dat we onszelf als soort echt veel, veel beter begrijpen”, zegt Evan Eichler, een genoomwetenschapper aan de Universiteit van Washington. dr. Eichler was een van de meer dan 100 wetenschappers en bio-ethici die het nieuwe pangenome-rapport beschreven in het tijdschrift Nature.
De architecten van het project blijven meer bevolkingsgroepen toevoegen, met als doel ten minste 350 genomen van hoge kwaliteit op te nemen die het grootste deel van de menselijke diversiteit in de wereld dekken.
“We willen alle takken van de menselijke boom vertegenwoordigen”, zegt Ira Hall, een geneticus die Yale’s Center for Genomic Health leidt.
Sommige van de nieuwe genomen zullen afkomstig zijn van New Yorkers die eerder deelnamen aan een onderzoeksprogramma bij Mount Sinai Health System. Als hun voorlopige DNA-gegevens een ondervertegenwoordigde genetische achtergrond lijken te weerspiegelen, zullen deze personen worden uitgenodigd om deel te nemen aan het pangenoomproject.
Het is echter mogelijk dat sommige lacunes nooit worden opgevuld in het openbaar beschikbare rapport — met opzet.
Eerdere pogingen om de menselijke genetische diversiteit te documenteren, haalden vaak sequentiegegevens uit gemarginaliseerde populaties zonder rekening te houden met hun behoeften en voorkeuren. Geïnformeerd door deze ethische blunders, werken pangenoomcoördinatoren nu samen met inheemse groepen om formeel beleid te ontwikkelen voor het eigendom van gegevens.
“We worstelen nog steeds met de kwestie van inheemse en tribale soevereiniteit”, zegt Barbara Koenig, een bio-ethicus aan de Universiteit van Californië, San Francisco, die aan het project deelnam.
In Australië integreren onderzoekers DNA-sequenties van verschillende Aboriginals in een vergelijkbare opslagplaats die zal worden gecombineerd met het open-source pangenoom, maar dan achter een firewall zal worden bewaard. Volgens Hardip Patel van het Australische National Centre for Indigenous Genomics in Canberra, zijn de wetenschappers van plan om met gemeenschapsleiders te overleggen of en hoe de gegevens op verzoek toegankelijk moeten worden gemaakt.
Sommige inheemse pleitbezorgers willen dat het pangenome-project verder gaat. Keolu Fox, een genomics-wetenschapper aan de Universiteit van Californië, San Diego, die een Native Hawaiiaan is, stelde voor om de volgende generatie Native wetenschappers te trainen om meer zeggenschap te hebben over genomische gegevens.
“Het is eindelijk tijd om macht en controle te decentraliseren en te herverdelen onder de gemeenschappen zelf”, zei Dr. Fox.
