Пренатальное тестирование и генетика китайцев

22 октября 2018, 21:14 1286 Автор: список-авторов/золотая-орда">Золотая Орда

На фото ведущие авторы исследования Синь Цзинь, Сюнь Сюй и Сыян Лю (фото: cell.com)

Недавно были опубликованы первые результаты генетического исследования жителей Китая, охватившего более 140 тысяч человек. Это крупнейшее на данный момент генетическое исследование, но его авторы готовы в обозримом будущем превзойти собственный рекорд. Для своей работы ученые использовали образцы ДНК, собранные при проведении диагностических тестов беременных женщин.

Хотя так называемое неинвазивное пренатальное тестирование (non-invasive prenatal testing, NIPT) появилось совсем недавно, оно уже успело широко распространиться во многих странах. Особенно популярно оно в Китае, где делается примерно 70 % всех таких исследований. По данным китайских медиков, в стране эту процедуру уже прошли шесть – семь миллионов женщин, а во всем мире – более десяти миллионов. Предшественниками этого метода были способы генетической диагностики, при которых материал брался непосредственно из оболочек плода, околоплодных вод или пуповинной крови. Проникновение в матку при подобных исследованиях связано с некоторым риском для плода.

Неинвазивное тестирование заключается в анализе крови из вены матери и выделении из нее ДНК плода. Применяется такое тестирование для раннего обнаружения различных хромосомных аномалий. Проводить его можно начиная с десятой недели беременности и в отличие от предшествующих методов оно не несет опасности для плода. Подробнее о неинвазивном пренатальном тестировании можно прочитать в специальном очерке и в интервью с заведующим лабораторией геномики и эпигеномики позвоночных Центра «Биоинженерия» РАН Егором Прохорчуком.

В исследовании, которое провели ученые из китайского биотехнологического центра BGI, Южно-Китайского технологического университета, Калифорнийского университета в Беркли и Копенгагенского университета, образцы ДНК, полученные в ходе такого тестирования были использованы для определения генетического разнообразия населения Китая, восприимчивости к различным болезням, миграциях и получения другой информации. Растущее распространение NIPT позволило сделать исследование массовым. Хотя стоимость секвенирования ДНК за последние годы снизилась и уже есть работы, в которых анализируются геномы десятков тысяч человек, получение данных о сотнях тысяч или миллионах людей еще совсем недавно казалось невозможной.

Авторами нынешнего исследования, опубликованного в журнале Cell, были обработаны образцы ДНК, полученные от 141 431 беременной женщины, что составляет примерно одну десятитысячную часть населения Китая и является вполне представительной выборкой. Исследование охватило 31 из 34 провинций Китая. Помимо ханьцев, наиболее многочисленной национальности КНР, среди женщин, чья ДНК была проанализирована, были представительницы 36 из 55 основных этнических меньшинств Китая, в том числе уйгуров, казахов и монголов Внутренней Монголии. Каждая из 140 с лишним тысяч женщин подписала информированное согласие на анонимное участие в исследовании. Полученные в ходе работы данные размещены в Национальном генетическом банке Китая. На сайте была опубликована информация о частоте аллелей 9,05 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов.

Следует, однако, помнить, что неинвазивная пренатальная диагностика представляет собой низкочастотное сенквенирование генома, то есть при таком исследовании можно получить достаточную информацию лишь о 6 – 10 процентах материанского генома, тогда как сейчас обычно в подобные исследования основываются на 80 процентах генома или более. Частично компенсировать низкую долю секвенированного генома при NIPT авторам исследования удалось при помощи специально созданного программного обеспечения. Авторы работы считают, что низкочастотное секвенирование генома у большого числа людей может быть более информативным, чем более подробное прочтение генома у малочисленных групп. Надо учитывать и разницу в стоимости. Неинвазивная пренатальная диагностика в Китае стоит около ста долларов США, тогда как полногеномного секвенирование обходится примерно в тысячу долларов на человека.

Анализ собранных данных позволил ученым выявить детали истории различных этнических групп Китая, определить новые генетические локусы, связанные с особенностями фенотипа, например, они выявили 48 вариаций генов, связанных с ростом и 13 вариантов, связанных с индексом массы тела. Полученная информация еще будет обрабатываться и наверняка на ее основе будут сделаны новые выводы. Пока же, например, удалось установить связь одного из вариантов гена NRG1 с повышенной вероятностью рождения близнецов и гипертиреозом (усиленной функцией щитовидной железы). Варианты генов SCMH1 и HCN1 оказался ассоциирован с более старшим возрастом матери при первой беременности. Полученные результаты совпадают с теми, что были получены для данных генов в исследованиях, проведенных на мышах.

Результаты оказались также важными для вирусной эпидемиологии и мониторинга заболеваний. Ведь в выделенной ДНК можно определять и генетический материал вирусов. Модификация одного из генов, как показало исследование, оказалась связана с более высокой концентрацией герпесвируса шестого типа в материнской крови. Интересно, что оказалась различной статистика вирусного заражения у китайских и европейских беременных женшин (данные по ним были получены в предшествующих исследованиях). В Европе наиболее частыми вирусами оказались герпесвирусы седьмого и четвертого типов, а у китайских женщин на первом месте по частоте идет вирус гепатита Б, за ним следуют эндогенный ретротранспозоновый вирус HERV-K113 и герпесвирус шестого типа.

Популяция ханьцев оказалась сравнительно генетически однородной, что авторы объясняют массовыми трудовыми миграциями в Китае после 1949 года, когда большие массы населения переселялись на другой конец страны. Однако между северными и южными ханьцами обнаружены и определенные генетические отличия. Наиболее ярко географическая неоднородность проявляется у шести генов.



Шесть генов, демонстрирующих значительные различия у жителей разных регионов Китая


Эти гены связаны с иммунным ответом, метаболизмом жирных кислот, биполярным расстройством и даже составом ушной серы (как было установлено несколько лет назад, ее состав определяет генетически и может указывать на происхождение человека). Некоторые из выявленных генов коррелируют с климатическими условиями. В целом результаты показывают, как факторы окружающей среды влияют на генетическую эволюцию китайского населения. Например, аллели гена FADS2, распространенные в северном Китае, связаны с преимущественно мясным рационом местных жителей в древности, тогда как другие его варианты на юге – со значительной долей растительной пищи.

Другие народы демонстрируют значительно более высокий уровень генетического разнообразия по сравнению с ханьцами. Исследователи также обнаружили у многих китайцев генетические варианты, распространенные среди индийцев, жителей Юго-Восточной Азии и даже европейцев. Это следы межэтнических контактов, имевших место в ходе истории, в частности – в результате торговли на Великом Шелковом пути.

По мере того, как неинвазивная пренатальная диагностика набирает популярность, открываются и новые возможности для популяционных генетических исследований.

«Мы продемонстрировали, что можно решить многие классические генетические и медицинские проблемы населения, проанализировав данные NIPT. Поскольку тестирование будут проходить миллионы людей во всем мире, становится все более важным наладить сотрудничество, чтобы получить более информированное согласие пациентов и надлежащим образом обрабатывать медицинскую информацию», - говорит первый автор нынешней работы Сыян Лю (Siyang Liu), старший научный сотрудник BGI.

Ее коллега Сюнь Сюй добавляет:

«Для меня это очень интересная новая модель для биологического исследования. Она предоставляет мощный инструмент и платформу для будущих работ. Сейчас мы доказываем, что эти данные, а также структура и методы могут быть использованы для изучения многих вещей. Это только начало».

Нынешняя работа стала первым этапом проекта Million Chinese Genome Project. При этом ученые уже работают над новым исследованием на основе трех с половиной миллионов образцов ДНК.  

Источник : polit.ru

Похожие материалы
160
Школьник из США сделал сайт о коронавирусе, который используют миллионы людей со всего мира​

Три месяца назад, анализируя мировые СМИ, Ави решил действовать.

17 минут назад
531
Заворотнюк лично ответила в Instagram на поздравления с днём рождения

Актриса Анастасия Заворотнюк начала отвечать на комментарии в день своего рождения - 3 апреля.

6 часов назад
806
По численности населения Украина впервые оказалась позади Польши

О демографической ситуации в бывших странах Советского Союза.

7 часов назад
Школьник из США сделал сайт о коронавирусе, который используют миллионы людей со всего мира​ 160
Школьник из США сделал сайт о коронавирусе, который используют миллионы людей со всего мира​

Три месяца назад, анализируя мировые СМИ, Ави решил действовать.

17 минут назад
Заворотнюк лично ответила в Instagram на поздравления с днём рождения 531
Заворотнюк лично ответила в Instagram на поздравления с днём рождения

Актриса Анастасия Заворотнюк начала отвечать на комментарии в день своего рождения - 3 апреля.

6 часов назад
806
По численности населения Украина впервые оказалась позади Польши

О демографической ситуации в бывших странах Советского Союза.

7 часов назад
1287
Лукашенко усомнился в «нужности» СНГ

«Национальный эгоизм захлестнул всех, в том числе и саму Россию».

8 часов назад
299
В Карелии предприниматели потребовали от властей адекватных мер поддержки

"Стало понятным, что чиновники не успевают прочувствовать в полной мере нашего положения".

Вчера 19:58
5670
Россияне требуют выплатить всем гражданам РФ по 100 тысяч рублей

Миллионы людей остались без работы, в съёмном жилье, с детьми и кредитами.

Вчера 19:19
4077
​Россельхознадзор по Ростовской области объявило конкурс на уничтожение санкционных продуктов питания​

Будет потрачено до 200 тысяч рублей на сжигание или закапывание санкционных продуктов.

Вчера 18:26
521
Российский сенатор обеспокоен резким снижением доходов у населения из-за карантина

«Голод в мире бывает не от того, что нет еды, а потому, что нет денег, чтобы её купить. И ничего в плане того, чтобы люди могли работать и пополнять свои запасы, пока не просматривается».

Вчера 17:14
418
На продажу выставлен лимузин, сделанный из самолёта

Limo-Jet является единственным в своем роде самолётом бизнес-класса, переделанным в лимузин.

Вчера 15:47
Популярные статьи
438
Принципиальные возможности искусственного интеллекта

Почему у искусственного интеллекта никогда не может появиться психика и сознание​.

14 февраля 2020, 01:19
1877
Экономика Золотой Орды (1240-1480)

Юрий Кофнер, заведующий Евразийским сектором ЦКЕМИ НИУ ВШЭ. Москва.

20 января 2020, 19:11
1448
История бойцов и командиров РККА, прошедших через японский плен

1939 г. Свидетельства военнопленных Халхин-Гола.

25 декабря 2019, 22:01
1400
​Взаимодействие монгольских и тунгусо-маньчжурских ареалов: исторические аспекты (Г.Н. Чимитдоржиева, 2015)

Оказавшись к северу и северо-востоку от чжурчжэней и подчинив себе местные племена, мэнгу создали в первой половине XII в. древнемонгольское государство Хамаг Монгол Улс.

21 декабря 2019, 23:10