Rond de 200 onderzoekers werkzaam aan ruim honderd instituten maken na vier jaar in Nature de tussenbalans op van hun ontcijfering van gezonde menselijke genomen. Ze ontdekten tal van variaties die meer of minder kunnen voorkomen in diverse etnische groepen. Het DNA van 1092 mensen is verwerkt, op naar de 2500.
In het groots opgezette onderzoek analyseerden de wetenschappers het DNA van gezonde donoren uit veertien populaties, zoals Han-chinezen in Beijing, mormonen in Utah, Britten in Engeland en Schotland, Finnen in Finland en Luhya in het Keniaanse Webuye. Base voor base werd van ieder individu het genoom ontcijferd.
‘Een AI-systeem moet kunnen zeggen: dat is geen goed idee’
Het is belangrijk dat we AI-systemen kunnen vertrouwen. AI-onderzoeker Pınar Yolum stelt dat betrouwbare AI-systemen bezwaar moeten kunnen maken tege ...
De keuze voor de diverse populaties was gebaseerd op wat bekend is van migratie van groepen mensen in de verre historie en de genetische verwantschap tussen de populaties. Daarnaast waren de individuele DNA-donoren geen directe verwanten van elkaar. Met de eerste 1092 genomen ontstaat een beeld van het menselijk DNA en de variaties die daarin optreden. De technologie voor de analyse van een genoom wordt alsmaar sneller en goedkoper. Het volgende deel van het project, met zo’n 1500 genomen, kan dan binnen vier jaar rond zijn.
Ontnuchterend
De eerste opheldering van een menselijk genoom duurde veel langer. The Human Genome Project in de VS begon met het onderzoek in 1990, en vanaf 1998 nam bijvoorbeeld ook Celera, met aan het hoofd Craig Venter, deel aan de race. In 2003, dertien jaar na de start, volgde de gelijktijdige publicatie van het grotendeels ontcijferde genoom. Ontnuchterend stelde men vast dat het menselijk genoom voor veel minder eiwitten codeert dan gedacht. Het overgrote deel van het DNA codeert helemaal niet voor eiwitten. Langzamerhand ontstaat sindsdien inzicht in de rol die sommige stukken niet-coderend DNA hebben. Al vormt het merendeel van het niet-coderende DNA nog een mysterie, toch denkt men dat variaties en mutaties in dat niet-coderende DNA een rol kunnen spelen bij ziekten.
Bij de 1092 onderzochte genomen stelden de onderzoekers vele variaties vast. Niemand is gelijk, maar op het genetisch niveau zijn twee willekeurige mensen wel bijna hetzelfde, voor 99 procent. De onderzoekers verdeelden de gevonden variaties in categorieën, naar gelang hun frequentie. Voor normale variaties bepaalden ze een ondergrens van 5 procent. De meeste daarvan waren al bekend en kwamen voor in alle etnische groepen – Europeanen, Afrikanen, Oost-Aziaten en Amerikanen.
De variaties met een lage frequentie kwamen tussen 1 op de 20 en 1 op de 200 keer voor en zeldzame variaties zagen ze in minder dan 1 op de 200 genomen. 58 procent van de gevonden variaties met een lage frequentie en 87 procent van de gevonden zeldzame variaties waren tot nog toe onbekend. Juist bij de zeldzame variaties bleek dat die slechts in één van de bevolkingsgroepen voorkomen, bijvoorbeeld bij de Finnen of de Puertoricanen.De conclusie luidt dat die redelijk recent moeten zijn ontstaan.
Kanker
Weliswaar waren alle DNA-donoren gezonde mensen, maar toch zagen de onderzoekers dat hun DNA ongunstige variaties kon herbergen. Ze stelden per individu gemiddeld zo’n 130 tot 400 eiwit-veranderende variaties in het DNA vast. Daarnaast ontdekten ze 10 tot 20 variaties die het functioneren van een eiwit aantasten of uitschakelen en een of twee variaties die geassocieerd zijn met kanker.
Dat de DNA-donoren ondanks al die variaties gezond zijn, kan diverse oorzaken hebben. Iemand kan ook een gezonde versie van beschadigd gen hebben – op de andere DNA-streng in het chromosoom – of er komt elders in het genoom een gen voor dat compenseert voor de beschadiging. Het kan ook zijn dat een individu in een leefomgeving verkeert waarin een bepaalde schadelijke DNA-variatie de gezondheid niet belemmert.
De verzameling geanalyseerde genomen moet een soort Google Maps vormen bij de zoektocht naar de genetische oorsprong van ziekten. Als ieder mens enkele honderden zeldzame variaties in het DNA herbergt die kunnen bijdragen aan ziekte, kunnen wetenschappers nagaan hoe schadelijk bepaalde zeldzame variaties zijn in verschillende etnische groepen.
Het meeste inzicht in genetische aandoeningen is verkregen door bestuderen van het DNA van patiënten. Nu heeft men dankzij het 1000 Genomes Project Consortium een voorlopige blauwdruk van het overwegend gezonde menselijk genoom, met zijn vele variaties, waarmee men straks bijvoorbeeld het genoom van een patiënt kan vergelijken. Dat kan dan bijdragen aan snelle opheldering van de precieze oorzaak van een aandoening en zorgen voor de juiste keuze van een medicijn dat helpt zonder bijwerkingen.
