Az 1000 Genom Projekt 2008-ban indult azzal a céllal, hogy minél átfogóbb képet adjon a Földön ma élő emberek között fellelhető genetikai változatosságról. Most, hogy a projekt a végéhez ért, az eredményekről egyszerre két közleményben számol be a Nature folyóirat októberi első száma.
A földgolyó bármely véletlenszerűen kiválasztott két emberének DNS-e, származzanak bármely kontinensről és népcsoportból, átlagosan 99.5 százalékban megegyezik; minden örökletes különbség, ami ember és ember között fennáll, a maradék fél százalékban rejtőzik.
Ennek az átlagban félszázaléknyi eltérésnek a feltérképezésére válallkozott az a 168 intézményt és sok száz kutatót tömörítő nemzetközi konzorcium,
melynek tagjai 2008-ban nekifogtak a DNS-minták gyűjtésének és elemzésének. Az azóta eltelt hét év során valamennyi lakott földrészről, összesen 26 népcsoport 2504 – természetesen önkéntesen hozzájáruló – képviselőjétől sikerült mintát szerezni, és a DNS-szekvenciáik között fellelhető különbségeket felderíteni.
Az eredmények szerint a ritka DNS-változatok legfeljebb néhány, egymással szoros kapcsolatban álló népesség sajátjai, míg a gyakori változatok akár az egész földgolyón elterjedtek lehetnek. "Várakozásainknak megfelelően az 1000 Genom Konzorcium azt találta, hogy az egész világon fellelhető változatosság nagy része Afrika szubszaharai régiójában jelentkezik” – olvasható Ewan Birney-nek és Nicole Soranzónak a Nature-cikkekhez fűzött kommentárjában.
Ez a megfigyelés tökéletesen illeszkedik ahhoz az összes vonatkozó tudományterület – a régészet, a nyelvészet és a genetika – által egységesen elfogadott véleményhez, miszerint az emberiség bölcsője Afrikában, a mai Szaharától délre ringott.
Miért egyértelmű a találtak alapján ez a következtetés?
A genetikai változatok véletlenszerűen, nagyjából egyenletes sebességgel keletkeznek,
ezért egyfajta evolúciós óraként használhatók. Amint egy népesség kettészakad, és a két keletkező csoport között megszűnik a keveredés, mindkét populáció elkezdi a saját „privát” genetikai változatait felhalmozni, amelyek a másik népesség tagjaiból hiányoznak. Minél hosszabb ideig nem érintkezik egymással a két népesség, annál több „privát” változatban fognak különbözni.
Ha az emberiség evolúciójának nagyobbik része (kb. 200 ezer évből legalább 130 ezer) csakugyan a szubszaharai Afrikában zajlott, akkor arra számíthatunk, hogy az e térségen belül, de egymástól sok tízezer éve elszigeteltségben élő embercsoportok között igen nagy eltérések halmozódtak fel. Ezzel szemben
valamennyi Afrikán kívül élő ember azoktól a hajdani kivándorlóktól származik, akik legkorábban 70 ezer évvel ezelőtt kezdték meg a kirajzást a fekete kontinensről,
ezért mindannyian közelebbi rokonai egymásnak, mint két, adott esetben 200 ezer éve nem keveredő afrikai populáció. Az 1000 Genom Projekt eredményei pontosan ezt a várakozást támasztják alá.
A projekt ennél meghökkentőbb tanulságokkal is szolgált. „A 2500 egészséges donor genomjának – vagyis egy szervezet örökítő információinak összességének - végigelemzése során arra a meglepő felfedezésre jutottunk, hogy több mint 200 olyan gén van az emberi génállományban, amelyik egyikünkből-másikunkból kompletten hiányzik – vagyis tulajdonképp nélkülözhető” – mondta el a munkát az Európai Molekuláris Biológiai Laboratórium (EMBL, Heidelberg, Németország) részéről irányító Jan Korbel.
Ebből az a fontos tanulság szűrhető le, hogy egy-egy gén hiánya – persze nem mindegy, melyiké – nem feltétlenül jelent katasztrófát. „Most, hogy a genomszekvenálást már diagnosztikus célokra is kezdik használni, az orvosok kísértést érezhetnek arra, hogy ha valamelyik páciensük DNS-ében találnak egy hiányzó szakaszt, a betegségét rögtön ezzel az eltéréssel hozzák összefüggésbe” – fűzte tovább a gondolatot Evan Eichler, aki a Washingtoni Egyetemen a projekt tengerentúli ágát koordinálta.„Most már biztosan mondhatjuk nekik, hogy akadnak olyan génhibák, amelyek semmilyen betegséget nem magyaráznak.”
Az emberi génállományban több olyan, lazán körvonalazott terület is akad, amelyeket már korábbi tanulmányok is kapcsolatba hoztak bizonyos gyakori betegségekkel. A Korbel, Eichler és munkatársaik által egybegyűjtött nagy léptékű (nem egyetlen DNS-bázist, hanem hosszabb szakaszokat érintő) genetikai variánsok előszeretettel esnek ezekre a területekre, ami arra utal, hogy e régiók változatossága csakugyan hozzájárulhat e gyakori betegségek kialakulásának kockázatához.
A munkánk bebizonyította, hogy a DNS nagy léptékű szerkezeti variánsai gyakran funkcionális jelentőséggel bírnak"
– emelte ki Oliver Stegle, aki az EMBL Európai Bioinformatikai Intézetének (EBI) vezetőjeként vett részt a vizsgálatban. „Ezen ismeretünk alapján segíteni tudunk a kutatóknak abban, hogy milyen jellegű DNS-elváltozásokat keressenek, ha egy genetikai betegség okát próbálják felderíteni.”
Ez azért jelent fontos paradigmaváltást az orvosi genetikában, mert
a kutatók eddig elsősorban az egyetlen DNS-bázist megváltoztató úgynevezett pontmutációk után vadásztak,
ha egy mindaddig ismeretlen hátterű örökletes betegséget próbáltak megmagyarázni. Hovatovább, az adatok arra utalnak, hogy a nagy léptékű változatok olykor jelentősebb befolyással rendelkeznek, mint a modern genetikai irodalomban inkább SNP (single nucleotide polymorphism – egynukleotidos polimorfizmus) néven emlegetett pontmutációk.
„Megdöbbentő módon a most feltárt genetikai változatok egy részének keletkezését egyetlen ismert genomátalakulási mechanizmussal sem tudjuk megmagyarázni” – tette hozzá Korbel. „Rendkívül érdekes feladat lesz a nyomába eredni annak, vajon hogyan állnak elő ezek a szerkezeti variánsok.”
A rejtélynek mától bárki a nyomába eredhet, a projekt által generált adatok ugyanis keletkezésük pillanatától fogva nyilvánosan elérhetők az interneten. Az EMBL-EBI által fenntartott publikus adatbázisnak köszönhetően immár a projektben eredetileg részt nem vevő tudósok is megkezdhették az óriási adattömeg elemzését.