Das menschliche Genom wurde gerade (erneut) entschlüsselt

Vor mehr als 20 Jahren wurde das menschliche Genom

vollständig entschlüsselt

(Lander et al., 2001) durch das Genome Reference Consortium  (GRC). Diese Assemblierung ist als GRCh38-Referenzsequenz bekannt. Obwohl sie auf DNA einer anonymen Spendergruppe basiert, stammen zwei Drittel ihrer Sequenz von einem einzigen männlichen Spender afrikanisch-europäischer Abstammung (Genome Reference Consortium, 2023).*

Vollständig

bedeutete „zu 92 % vollständig“, da es Teile des menschlichen Genoms gab, die mit der Technologie des letzten Jahrtausends nur sehr schwer zu sequenzieren waren, insbesondere repetitive DNA. Solche Sequenzen kommen besonders häufig in bestimmten Regionen der Chromosomen vor, wie beispielsweise im Zentromer (Altemose et al., 2022). Doch selbst die neueste GRCh38-Assemblierung, die 2017 veröffentlicht wurde, enthielt noch immer 151 Mbp unbekannter Sequenzen, darunter perizentromere und subtelomere Regionen, jüngere segmentale Duplikationen, amplifizierte Gen-Arrays und ribosomale DNA-Arrays. Es mussten neue Technologien entwickelt werden, um mehr als 20 Jahre später die

lückenlose

Sequenz zu erhalten (Nurk et al., 2022). Der Mensch ist ein Lebewesen mit einem doppelten Chromosomensatz in seinen somatischen Zellen (

Diploide

). Mit Ausnahme des Y-Chromosoms besitzen Menschen daher normalerweise zwei Kopien jedes Gens. Wenn sich diese beiden Kopien unterscheiden, sind wir in Bezug auf dieses Gen heterozygot. Sind sie identisch, sind wir homozygot. Diese verschiedenen Versionen eines Gens werden Allele genannt. Bei der Isolierung von DNA aus einem Individuum vermischt sich die Information der verschiedenen Chromosomen (

vermischt

). Neben einem lückenlosen Genom streben wir auch ein

haplotyp-aufgelöstes

(phasiertes) Genom, das wir vor etwa zwei Jahren erhalten haben (Ebert et al., 2021). Letzte Woche wurde ein weiterer großer Schritt auf dem Weg zur Vervollständigung des menschlichen Genoms gemacht: Der erste Entwurf des menschlichen

Pan-Genoms

wurde veröffentlicht. Diese Initiative des Human Pangenome Reference Consortium trägt den enormen Unterschieden zwischen den Menschen Rechnung. Anstelle eines einzigen Referenzgenoms enthält das Pan-Genom „47 phasierte [haplotyp-aufgelöste], diploide Assemblies aus einer Kohorte genetisch vielfältiger Individuen“ (Liao et al., 2023). Dies ist noch nicht das letzte Wort im Bestreben nach dem vollständigen menschlichen Genom: Es handelt sich um eine fortlaufende Arbeit, bei der bereits die nächsten Ziele am Horizont liegen. *Das öffentlich finanzierte Humangenomprojekt (HGO) hatte einen kommerziellen Konkurrenten, der von Craig Venter und seinem Unternehmen Celera angeführt wurde. Das öffentlich und privat finanzierte Projekt erreichte etwa zur gleichen Zeit die Ziellinie (Venter et al., 2001). Allerdings hat die Celera-Genomsequenzierung im Laufe der Jahre bei weitem nicht so viel Aufmerksamkeit und Weiterentwicklung erfahren wie das HGO, schlichtweg, weil der Zugang zu den Daten auf die eine oder andere Weise eingeschränkt wurde (die oben zitierte Veröffentlichung in Science ist nach wie vor nicht frei zugänglich). Es versteht sich von selbst, dass es sich bei der Celera-Assemblierung um das Genom eines älteren weißen Mannes kaukasischer Herkunft handelte: Craig Venter selbst (Singer, 2007). Wenn Sie Ihr eigenes Genom sequenzieren lassen möchten, wo können Sie das tun? Einige wenige Unternehmen bieten „Direct-to-Consumer“-Dienstleistungen zur Gesamtgenomsequenzierung an. Selbst der günstigste Dienst kostet Sie 300 Dollar, aber wenn man bedenkt, dass die Sequenzierung des ersten menschlichen Genoms mehr als eine Milliarde Dollar gekostet hat, ist das ein Schnäppchen. Da ich keine eigenen Erfahrungen damit habe, kann ich für keinen dieser Anbieter bürgen, aber hier sind diejenigen, die ich für seriös halte. Nebula scheint mir mit seinem Angebot einer 100-fachen Abdeckung am nützlichsten zu sein. Sano Genetics verspricht jedoch kostenlose Tests, wenn man bestimmte Kriterien erfüllt und zu ihrer Forschung beiträgt. Auf jeden Fall würde ich darauf achten, dass ich nicht nur die ausgewerteten Ergebnisse, sondern auch die Rohdaten erhalte. Nebula Genomics https://nebula.org/whole-genome-sequencing-dna-test/  FullGenomes https://www.fullgenomes.com/  dante labs https://www.dantelabs.com/products/whole-genome-sequencing  Sano Genetics https://sanogenetics.com/genetic-reports  GeneLife (in Japan: https://www.genelife.jp  ) Literaturverzeichnis

• Altemose, N., Logsdon, G.A., Bzikadze, A.V., Sidhwani, P., Langley, S.A., Caldas, G.V., Hoyt, S.J., Uralsky, L., Ryabov, F.D., Shew, C.J., Sauria, M.E.G., Borchers, M., Gershman, A., Mikheenko, A., Shepelev, V.A., et al. (2022) Vollständige genomische und epigenetische Karten menschlicher Zentromere. Science 376, eabl4178. https://doi.org/10.1126/science.abl4178 
• Ebert, P., Audano, P.A., Zhu, Q., Rodriguez-Martin, B., Porubsky, D., Bonder, M.J., Sulovari, A., Ebler, J., Zhou, W., Mari, R.S., Yilmaz, F., Zhao, X., Hsieh, P., Lee, J., Kumar, S., et al. (2021) Haplotyp-aufgelöste vielfältige menschliche Genome und integrierte Analyse struktureller Variationen. Science 372, eabf7117. https://doi.org/10.1126/science.abf7117 
• Genome Reference Consortium (2023) Häufig gestellte Fragen. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/grc/help/faq/  [abgerufen am 15. Mai 2023].
• Lander, E.S., Linton, L.M., Birren, B., Nusbaum, C., Zody, M.C., Baldwin, J., Devon, K., Dewar, K., Doyle, M., FitzHugh, W., Funke, R., Gage, D., Harris, K., Heaford, A., Howland, J. u. a. (2001) Erste Sequenzierung und Analyse des menschlichen Genoms. Nature 409, 860–921. https://doi.org/10.1038/35057062 
• Liao, W.-W., Asri, M., Ebler, J., Doerr, D., Haukness, M., Hickey, G., Lu, S., Lucas, J.K., Monlong, J., Abel, H.J., Buonaiuto, S., Chang, X.H., Cheng, H., Chu, J., Colonna, V., et al. (2023) Ein Referenzentwurf für das menschliche Pangenom. Nature 617, 312–324. https://doi.org/10.1038/s41586-023-05896-x 
• Nurk, S., Koren, S., Rhie, A., Rautiainen, M., Bzikadze, A.V., Mikheenko, A., Vollger, M.R., Altemose, N., Uralsky, L., Gershman, A., Aganezov, S., Hoyt, S.J., Diekhans, M., Logsdon, G.A., Alonge, M., et al. (2022) Die vollständige Sequenz eines menschlichen Genoms. Science 376, 44–53. https://doi.org/10.1126/science.abj6987 
• Singer, E. (2007) Craig Venters Genom MIT Technology Review. https://www.technologyreview.com/2007/09/04/223919/craig-venters-genome/  [abgerufen am 15. Mai 2023].
• Venter, J.C., Adams, M.D., Myers, E.W., Li, P.W., Mural, R.J., Sutton, G.G., Smith, H.O., Yandell, M., Evans, C.A., Holt, R.A., Gocayne, J.D., Amanatides, P., Ballew, R.M., Huson, D.H., Wortman, J.R. u. a. (2001) Die Sequenz des menschlichen Genoms. Science 291, 1304–1351. https://doi.org/10.1126/science.1058040