African Genome Variation Project – Wellcome Sanger Institute

Hintergrund

Genetische Studien über menschliche Krankheiten sind in Afrika schwieriger durchzuführen

In den letzten Jahren gab es große Fortschritte bei Studien, die darauf abzielen, die genetischen Grundlagen menschlicher Krankheiten in europäischen Populationen zu untersuchen. Projekte wie das internationale HapMap-Projekt haben die genetischen Studien in europäischen und ostasiatischen Populationen revolutioniert. Es gibt drei Hauptfaktoren, die zu den Fortschritten bei der Erforschung der genetischen Grundlagen menschlicher Krankheiten beitragen: die Verfügbarkeit von hochpräzisen Genotypisierungstechnologien mit hohem Durchsatz, große Stichprobengrößen und ein besseres Verständnis der Variation der menschlichen Genomsequenz. Ähnliche Studien in den afrikanischen Ländern südlich der Sahara stehen jedoch noch aus.

Wenn sich der Mensch fortpflanzt, werden die Chromosomen der Vorfahren aufgebrochen und durch Rekombination in jeder Generation neu gemischt. Einige DNA-Segmente werden jedoch nicht fragmentiert und werden von mehreren Individuen gemeinsam genutzt. Diese Abschnitte werden als Haplotypen bezeichnet und können für die Suche nach Genen verwendet werden, die mit einer bestimmten Krankheit in Verbindung stehen. Haplotypen variieren in ihrer Länge und können entweder mit einem Schutz vor oder einem erhöhten Risiko für eine Krankheit in Verbindung gebracht werden.

Die heutigen Menschen stammen von Vorfahren ab, die vor über 150.000 Jahren in Afrika lebten. Als menschliche Populationen aus Afrika auswanderten, nahmen sie einen Teil, aber nicht die gesamte genetische Variation ihrer Vorfahren mit, so dass die genetischen Varianten, die außerhalb Afrikas zu finden sind, in der Regel Teilmengen der genetischen Varianten sind, die in Afrika zu finden sind, und daher ist die genetische Vielfalt oder Heterogenität in Afrika größer als in Europa. Die lange demografische Geschichte und die Variabilität innerhalb und zwischen afrikanischen Populationen bedeutet, dass es mehr und kürzere Haplotypen zu analysieren gibt als in europäischen Populationen. Infolgedessen teilen viele Europäer einen Krankheits-Haplotyp, unabhängig davon, woher sie kommen. Im Gegensatz dazu kann die Häufigkeit eines Haplotyps, der mit einer Krankheit in Afrika assoziiert ist, von dem Land und der ethnischen Gruppe einer Person abhängen. Bei der Untersuchung der genetischen Grundlagen von Krankheiten ist es aufgrund der langen konservierten Haplotypen in europäischen Populationen einfacher, diejenigen zu identifizieren, die mit einem Krankheitsrisiko oder -schutz assoziiert sind, als in afrikanischen Populationen, aber es hat auch den Nachteil, dass es schwieriger ist, das Gen zu identifizieren, das dieses Risiko oder diesen Schutz innerhalb eines europäischen Haplotyps verleiht, da die zu analysierende Region länger ist.

Da die europäischen Populationen genetisch sehr ähnlich sind, war es außerdem relativ einfach, Daten aus verschiedenen Studien zu kombinieren, um einen ausreichend großen Datensatz für aussagekräftige Meta-Analysen zu erhalten. Die Vielfalt sowohl innerhalb als auch zwischen den afrikanischen Populationen bedeutet, dass die Kombination von Daten aus Studien über diese Populationen schwieriger ist. Schließlich wurden die meisten kommerziellen Chips, die wir für die Sequenzierung verwenden, anhand von Proben entwickelt, die überwiegend nicht-afrikanischer Abstammung sind, und es ist unwahrscheinlich, dass sie einen signifikanten Anteil der in afrikanischen Populationen verbreiteten genetischen Varianten abdecken.