أطلقت جمعية الجينوم الشامل المرجعي مجموعة شاملة من سلاسل الجينوم البشري والتي تغطي تنوعًا ملحوظًا يشمل مختلف سكان العالم. يحتوي الجينوم الجديد على 94 من سلاسل الجينوم المرجعي المختلفة المأخوذة من 47 شخصًا، ومن المقرر زيادة هذا المعدل إلى 700 سلسلة تُؤخذ من 350 شخص بحلول منتصف عام 2024.

سيُحسن هذا المرجع الموسع تمثيل التنوع الجيني للسلالات البشرية وسيساعد على تقليل الفوارق الصحية في التحليلات الجينية، وبوسعه أيضًا تقديم ما يفوق 100 مليون قاعدة جديدة من قواعد الحمض النووي، وتعريف قدر أكبر من المتغيرات الجينية بدقّة.

حقائق هامة

1. يحتوي الجينوم الذي أُطلقته جمعية الجينوم الشامل المرجعي حديثًا على 94 سلسة مختلفة من سلاسل الجينوم والتي أُخذت من 47 شخصًا ومن المستهدف زيادة هذا المعدل إلى 700 من سلاسل الجينوم المختلفة المأخوذة من 350 شخصًا بحلول منتصف 2024.
2. ويهدف المرجع الموسع إلى تمثيل التنوع الجيني للسلالات البشرية بصورة أفضل، مما يساعد على تقليل الفوارق الصحية في التحليلات الجينية.
3. يقدم الجينوم الجديد ما يفوق مائة مليون قاعدة من قواعد الحمض النوويّ، كما يمكنه تعريف قدر أكبر من المتغيرات الجينية بصورة أكثر دقة بهدف تعزيز فهمنا لعلاقة الجينات بالأعراض المرضية.

أطلق الباحثون مجموعة عالية الجودة من سلاسل الجينوم البشري المرجعي التي تضمّ تنوعًا بشريًا من مختلف سكان العالم يفوق العدد الذي كان متوفرًا سابقًا.

جرى تنفيذ هذا العمل بقيادة الجمعية الدولية للجينوم البشري المرجعي وهي جمعية ممولة من المعهد الوطنيّ لبحوث الجينوم البشري (NHGRI) وتُعد جزءً من معاهد الصحة القومية.

يحتوي الجينوم المرجعي الجديد على تسلسلات جينومية تعود إلى 47 شخصًا، ويواصل الباحثون السعي لتحقيق هدفهم بزيادة هذا العدد إلى 350 شخصًا بحلول منتصف عام 2024 يحتوي المرجع الحالي بالفعل على 94 تسلسل جينومي مختلف بما يحمله كل فرد من زوج من الكروموسومات، بهدف الوصول إلى 700 تسلسل جينومي مختلف بانتهاء هذا المشروع

يُعد هذا العمل – المعروض في المجلة- واحدًا من الأوراق البحثية العديدة التي نشرها أعضاء الجمعية اليوم

ويُعرّف الجينوم بأنه مجموعة من تعليمات الحمض النووي التي تساعد الكائنات الحية على النمو والقيام بوظائفها لا تختلف تسلسلات الجينوم كثيرًا من فرد لآخر فالنسبة للبشر، تفوق نسبة التطابق بين الجينوم لدى أي شخصين والتي تبلغ 99% في المتوسط

النسبة المتبقية هي مصدر تميز كل شخص عن الآخر، وتُشكل الوضع الصحي لكل فرد وتساعد في تشخيص الأمراض والتنبؤ بالنتائج، بالإضافة إلى التوصيات بالعلاجات الطبية.

ولاستيعاب هذه الفروقات الجينومية، وضع العلماء التسلسل الجينومي البشري المرجعي ليكون في حد ذاته معيارًا، فيُمكن استخدام الاندماج الإلكتروني لتسلسلات الجينوم البشري لمقارنة التسلسلات الجينومية البشرية الأخرى عن طريق الموائمة بينها وجمعها ودراستها.

يبلغ عمر التسلسل الجينومي البشري المرجعي تقريبًا 20 عامًا ويجري تحديثه بانتظام بسبب التقدم التكنولوجي، وجهود الباحثين في تصحيح الأخطاء ومواصلة اكتشاف مناطق جديدة من الجينوم البشري.

على الرغم من ذلك، يقتصر تمثيل هذا التنوع في الأساس على السلالات البشرية، لأن الجينومات التي تتكون منها لا يتعدى عمرها 20 عامًا في حين أن أغلب التسلسلات المرجعية أُخذت من شخص واحد.

قال الدكتور آدم فيليببي، كبير الباحثين في قسم علم الجينوم الحسابي والإحصائي في البرنامج البحثي الجماعي لمعهد القومي لبحوث الجينوم البشري والمشارك في تأليف الدراسة الرئيسية: “لدى كل منا جينوم خاص، لذا فإن استخدام تسلسل جينومي مرجعي فردي لكل شخص قد يتسبب في تفاوت في التحليل الجينومي”.

وأضاف: “على سبيل المثال، ربما لا تسري فعالية التنبؤ بالمرض الوراثي على شخص يختلف  الجينوم الخاص به عن الجينوم المرجعي”.

ولا تخلو تسلسلات الجينوم البشري المرجعي الحالي من الثغرات، والتي تتمثل في المعلومات الناقصة خاصةً في الأجزاء الناقصة وصعبة الفهم.

استعان الباحثون بالتطورات التكنولوجية مثل تسلسل الحمض النووي الطويل، والذي يقرأ امتدادات أطول من الحمض النووي على حدى لسد هذه الثغرات ووضع أول تسلسل جينومي بشري كامل.

أُصدر هذا التسلسل الجينومي البشري الكامل العام الماضي كجزءٍ من جمعية تليمور تو تليمور T2T التي تمولها المعاهد القومية للصحة، وأُدرج في المرجع الجينومي الحالي في الحقيقة، العديد من باحثي جمعية T2T يعدون أعضاءً في جمعية الجينوم البشري المرجعي.

وضع الباحثون مرجعًا جينوميًا بشريًا جديدًا لكل تركيب في الجينوم مغطيًا أكثر من 99% من التسلسل المتوقع بدقة تفوق نسبة 99% أيضًا، وذلك باستخدام التقنيات الحاسوبية التكنولوجية المتقدمة بهدف الموائمة بين التسلسلات الجينومية المختلفة ويستند ذلك أيضًا إلى التسلسلات الجينومية المرجعية السابقة، مضيفًا 100 مليون قاعدة جديدة أو شفرات الحمض النووي.

بينما كان التسلسل الجينومي المرجعي السابق وحيدًا وطوليًا، يشكل الجينوم الجديد العديد من النسخ المختلفة لتسلسلات الجينوم البشري في الوقت ذاته ومنح ذلك قائمة أطول من الخيارات لاستخدام الجينوم في تحليل التسلسلات الجينومية البشرية الأخرى. 

قال موبين آرسي، طالب الدكتوراة في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز، والمشارك في كتابة الورقة البحثية: “باستخدام الجينوم المرجعي، سيكون بوسعنا تعريف مجموعة أكبر من المتغيرات الجينومية تُدعى المتغيرات الهيكلية بدقة متناهية”.

وأضاف: “نحن قادرون على إيجاد المتغيرات التي لم تُصنف بعد باستخدام الوسائل السابقة التي تعتمد على التسلسلات المرجعية الخطية”.

ويمكن للمتغيرات الهيكلية أن تستوعب آلافًا من القواعد لم يستطع الباحثون حتى الآن تعريف غالبية المتغيرات الهيكلية الموجودة في الجينوم البشري باستخدام التسلسل القصير بسبب النزعة لاستخدام تسلسل مرجعي فردي.

وقال وين وي ليو، طالب الدكتوراة في جامعة ييل والباحث المشارك في تأليف الورقة البحثية: “سيمكننا المرجع الجينومي البشري من تشكيل عشرات الآلاف من المتغيرات الجينومية المستجدة في مناطق الجينوم التي لم يتم الوصول إليها من قبل”.

وأضاف: “باستخدام الجينوم المرجعي، يمكننا تعجيل البحث الإكلينيكي عن طريق تعزيز فهمنا للعلاقة بين الجينات والأعراض المرضية”.

من المتوقع أن تكون التكلفة الإجمالية لدعم مشروع جمعية الجينوم البشري المرجعي حوالي 40 مليون دولار خلال 5 سنوات، والتي تشمل جهود وضع الجينوم المرجعي البشري وتطوير تقنية تسلسل الحمض النووي، بالإضافة إلى إدارة مركز التنسيق وإجراء الاتصالات وتوفير المصادر للأوساط البحثية لتتمكن من استخدام الجينوم المرجعي.

في الأصل، استُخدمت الجينومات الخاصة بغالبية الأفراد – والتي أُدرجت في تسلسل الجينوم البشري المرجعي الجديد- كجزءٍ من مشروع الألف جينوم، وهو مشروع يرتكز على جهود تعاونية ودولية ممولة جزئيًا من  المعاهد القومية للصحة بهدف تطوير كتالوج المتغيرات الجينومية بين فئات سكانية مختلفة.

ولا زال العمل على الجينوم البشري المرجعي جاريًا، لذا يواصل الباحثون في الجمعية الدولية للجينوم البشري المرجعي جهودهم لإضافة تسلسلات جينومية جديدة بهدف زيادة جودة الجينوم المرجعيّ شيئًا فشيئًا.

أوضح إريك جرين، الطبيب وطالب الدكتوارة ومدير معهد NHGRI: “يحتاج الباحثون والأطباء السريريون المعنيين بالجينومات إلى التسلسل المرجعي الذي يعكس التنوع الملحوظ للبشر، وسيساعد ذلك على تعميم استفادة الجميع من المرجع، ومن ثم العمل على تقليل فرص انتشار للفوارق الصحية”.

وأضاف: “يتوائم صنع الجينوم البشري المرجعي وتقويته مع هدف معهد NHGRl ألا وهو السعي للمحافظة على التنوع العالمي في كافة جوانب بحوث الجينوم، وهو أمر بالغ الأهمية لتعزيز الوعي بالجينوم وممارسة طب الجينوم بدقة”.

وتزامنًا مع هذه الجهود، تنطوي مباديء جمعية الجينوم البشري المرجعي على جزء لا يتجزأ من الأخلاقيات التي تعمل على التنبؤ بالتحديات والتوجيه للموافقة الواعية وإعطاء الأولوية لدراسة التجارب المختلفة، بالإضافة إلى اكتشاف المشكلات التنظيمية المحتملة المتعلقة بالاعتماد الإكلينيكي والتعاون مع الأوساط المحلية والدولية لضم تسلسلاتهم الجينومية إلى هذه الجهود واسعة النطاق.

المصدر: https://neurosciencenews.com

ترجمة: جهاد الجمل

مراجعة وتدقيق: زينب محمد