O echipă internațională de cercetători a dezvăluit cea mai detaliată hartă a variantelor genetice structurale umane de până acum, după ce a analizat 1.019 genomuri din 26 de populații diferite folosind tehnologia de secvențiere cu citire lungă (long-read sequencing). Studiul, publicat recent, promite să redefinească modul în care înțelegem diversitatea genetică umană și bolile ereditare.
Varianta structurală (SV) — adică modificări majore în organizarea ADN-ului, cum ar fi inserțiile, delețiile sau inversiunile de fragmente mari de material genetic — reprezintă o componentă critică, dar adesea neglijată, a diversității genomice și a bolilor umane. Noile date, generate cu ajutorul tehnologiei Oxford Nanopore și analizate printr-o metodologie avansată ce integrează referințe genomice liniare și grafuri pangenomice, oferă o imagine de neegalat asupra acestor variații.
Studiul a reușit să identifice peste 100.000 de variante structurale bialelice complet rezolvate la nivel de secvență și să genotypeze peste 300.000 de regiuni cu repetări în tandem multialelice, majoritatea neidentificate anterior în studiile bazate pe secvențierea cu citire scurtă.
Analizând ADN-ul dintr-o colecție extinsă a Proiectului 1000 Genomes, cercetătorii au inclus indivizi din Africa, Europa, Asia de Sud, Asia de Est și Americi. Acoperirea genomică medie a fost de aproximativ 17x, cu lungimi medii de citire de peste 20 kb — semnificativ mai mare decât în studiile tradiționale.
„Această resursă nu este doar o colecție de date. Este o infrastructură deschisă care poate transforma medicina genomică la nivel global”, afirmă coordonatorii studiului. Resursa permite prioritizarea variantelor în analizele clinice, identificarea mutațiilor rare sau ancestrale și evaluarea riscurilor genetice la nivel individual și populațional.
Cheia succesului acestui studiu a fost dezvoltarea unei metode analitice denumită SAGA (Structural Variant Analysis by Graph Augmentation), care permite identificarea și genotiparea variantelor structurale în context pangenomic. Aceasta combină citirile lungi cu o referință genomică de tip graf, ceea ce permite detectarea unor regiuni genetice care lipsesc complet din referințele liniare tradiționale.
Grație acestei metode, au fost generate peste 220.000 de regiuni noi (bule grafice) care reflectă variante genetice structurale, marea majoritate fiind necunoscute până acum.
Descoperirile relevă faptul că aceste variații structurale sunt adesea asociate cu activitatea elementelor mobile precum L1 sau SVA, capabile să transpună și să amplifice secvențe unice în genom. Analizele efectuate sugerează că mecanismele de omologie (asemănare între regiuni ADN) contribuie la formarea acestor variante, unele dintre ele fiind recurente în cadrul anumitor populații.
De asemenea, se remarcă o stratificare clară a acestor variante între populații, cu un aport genetic substanțial mai mare din partea populațiilor africane — în concordanță cu faptul că acestea prezintă cea mai mare diversitate genetică cunoscută. În mod semnificativ, multe dintre variantele descoperite sunt specifice unei populații sau extrem de rare, ceea ce le face relevante pentru studii genetice și diagnostice personalizate.
Genotipurile generate de SAGA au fost validate prin comparații cu date obținute prin alte metode, inclusiv secvențiere clasică cu citire scurtă și analiza familiilor (trio-uri părinte-copil). Rata medie de inconsecvență mendeliană — un indicator al preciziei — a fost sub 5% pentru cele mai comune tipuri de variante, confirmând robustețea metodologiei.
Sensibilitatea și acuratețea genotipurilor variază în funcție de tipul și dimensiunea variantei, dar ating rate ridicate pentru inserții și deleții mai mari de 250 de perechi de baze. În plus, genotipurile sunt în mare măsură robuste la variațiile de acoperire și lungime a citirii.
VEZI ȘI – Când începe să scadă ziua în perioada de vară: un fenomen firesc, dar adesea trecut cu vederea