Жизнь подразумевает изменения и это справедливо также для генов. Организму требуются гибкий геном для того, чтобы адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Кристиан Шлеттерер (Christian Schlötterer) с соавторами (2014) из Института популяционной генетики из Медицинского Университета в Вене провел генетические исследования всего населения. Ученые хотят знать, почему люди отличаются друг от друга и как эти различия кодируются в ДНК. В двух обзорах, опубликованных в журналах Nature Reviews Genetics и Heredity, они обсуждают, почему секвенирование ДНК целых групп может быть экономически эффективным.
Анализ ДНК становится все более эффективным и рентабельным, так как геном человека был впервые последовательно изучен ещё в 2001 году, однако, все еще стоит около 1000 долларов США. Поэтому секвенирование генетического кода сотен людей было бы очень дорогим и отнимет много времени. В частности, для исследований у животных учёные очень быстро определили предел финансовой целесообразности.
Решением этой проблемы является пул секвенирование (Pool-Seq). Шлеттерер с соавторами изучила сразу всю последовательность генома группы плодовых мушек (дрозофил) вместо осуществления многих индивидуальных реакций секвенирования. В то время как результаты генетических исследований не могут быть отнесены к одному организму, комплект данных по-прежнему обеспечивает важную генетическую информацию о всей популяции. В двух публикациях Шлеттерер и коллеги обсудили множество вопросов, которые могут быть спорными относительно Pool-Seq.
Для того чтобы понять, как организм реагирует на изменения в окружающей среде, геном целой популяции может быть проанализирован с помощью Pool Seq до и после изменившихся условий. Для этого исследователи используют метод эволюционного ресиквенса (E & R). Шлеттерер в 2012 году получил ERC Advanced Grant для разработки этой методики. E & R является методом, при котором секвенируют ДНК групп лиц. Изучалось влияние на геном факторов внешней среды, таких как высокая температура, чрезмерное охлаждение или УФ-излучение. Сравнение двух наборов данных до и после воздействия позволяет найти гены, которые были изменены в ответ на селективный стресс. Подход дает возможность, например, отфильтровывать гены, которые участвуют в пигментации кожи в ответ на УФ-излучения.
«Используя этот принцип, мы можем выполнить эволюционные эксперименты на высокой скорости. Мы используем этот метод для решения широкого круга вопросов, начиная от идентификации генов, которые влияют на старение, или генов, защищающих от болезней, кончая генетическими изменениями, связанными с климатом», – объясняет Шлеттерер.
Этот метод также работает, чтобы найти гены, которые обеспечивают устойчивость к определенным заболеваниям.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Schlotterer, C; Kofler, R; Versace, E; Tobler, R; Franssen, S U (2014) Combining experimental evolution with next-generation sequencing: a powerful tool to study adaptation from standing genetic variation // The Genetics Society Macmillan Publishers Limited
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
