African Genome Variation Project – Wellcome Sanger Institute

Tausta

Ihmissairauksien geneettisiä tutkimuksia on haastavampi tehdä Afrikassa

Viime vuosina on edistytty merkittävästi tutkimuksissa, joilla pyritään selvittämään ihmisten sairauksien geneettistä perustaa eurooppalaisissa väestöissä. Kansainvälisen HapMap-hankkeen kaltaiset hankkeet ovat mullistaneet geneettiset tutkimukset Euroopan ja Itä-Aasian väestöissä. Ihmissairauksien geneettisen perustan tutkimisessa on tapahtunut edistystä kolmen päätekijän ansiosta: korkean tarkkuuden ja suuren läpimenotehon genotyypinmääritystekniikoiden saatavuus, suuret näytemäärät ja parempi ymmärrys ihmisen genomin sekvenssivaihtelusta. Vastaavia tutkimuksia Saharan eteläpuolisessa Afrikassa ei kuitenkaan ole vielä tehty.

Ihmisten lisääntyessä esi-isien kromosomit hajoavat ja sekoittuvat rekombinaatiotapahtumien kautta jokaisen sukupolven aikana. Jotkin DNA:n pätkät eivät kuitenkaan pirstoudu, vaan ne jaetaan useiden yksilöiden kesken. Näitä segmenttejä kutsutaan haplotyypeiksi, ja niiden avulla voidaan etsiä tiettyyn sairauteen liittyviä geenejä. Haplotyypit vaihtelevat pituudeltaan, ja ne voivat liittyä joko suojaan tautia vastaan tai lisääntyneeseen tautiriskiin.

Tämän päivän ihmiset polveutuvat esi-isistä, jotka elivät Afrikassa yli 150 000 vuotta sitten. Kun ihmispopulaatiot muuttivat pois Afrikasta, ne kuljettivat mukanaan osan mutta eivät kaikkea esi-isien geneettistä variaatiota, minkä vuoksi Afrikan ulkopuolella esiintyvät geneettiset variantit ovat yleensä osajoukkoja Afrikassa esiintyvistä geneettisistä varianteista, minkä vuoksi geneettinen monimuotoisuus tai heterogeenisuus on Afrikassa suurempi kuin Euroopassa. Pitkän demografisen historian ja Afrikan populaatioiden sisäisen ja niiden välisen vaihtelun vuoksi analysoitavia haplotyyppejä on enemmän ja lyhyempiä kuin eurooppalaisten populaatioiden sisällä. Tämän seurauksena monet eurooppalaiset jakavat tautihaplotyypin riippumatta siitä, mistä he ovat kotoisin. Sen sijaan tautiin liittyvän haplotyypin esiintymistiheys Afrikassa voi riippua yksilön maasta ja etnisestä ryhmästä. Kun tutkitaan tautien geneettistä perustaa, eurooppalaisissa väestöissä esiintyvät pitkät konservoituneet haplotyypit merkitsevät sitä, että tautiriskiin tai -suojaan liittyvien haplotyyppien tunnistaminen on helpompaa kuin afrikkalaisissa väestöissä, mutta tähän liittyy myös se haittapuoli, että riskin tai suojan aiheuttavan geenin paikantaminen eurooppalaisessa haplotyypissä on vaikeampaa, koska analysoitava alue on pidempi.

Koska eurooppalaiset väestöt ovat geneettisesti hyvin samankaltaisia, on lisäksi ollut suhteellisen suoraviivaista yhdistää eri tutkimuksista saatuja tietoja, jotta on saatu riittävän suuri aineisto riittävän tehokkaiden meta-analyysien tekemiseen. Sekä afrikkalaisten populaatioiden sisäinen että niiden välinen monimuotoisuus tarkoittaa, että näitä populaatioita koskevista tutkimuksista saatujen tietojen yhdistäminen on vaikeampaa. Lisäksi useimmat kaupalliset sirut, joita käytämme sekvensointiin, on kehitetty käyttäen näytteitä, jotka ovat valtaosin ei-afrikkalaista syntyperää ja jotka eivät todennäköisesti kata merkittävää osaa afrikkalaisissa väestöissä yleisesti esiintyvistä geneettisistä varianteista.