интернет-магазин МЕДИЦИНСКАЯ ОДЕЖДА из США

Узнать свои корни

Как коммерческие ДНК-тесты определяют происхождение

На прошлой неделе компания Momondo, занимающаяся поиском и бронированием авиабилетов, представила новый рекламный ролик. Видео The DNA Journey (то есть «Путешествие по следам ДНК») буквально за пару дней набрало почти 5 миллионов просмотров. Ролик, как утверждают его создатели, документальный и рассказывает историю эксперимента, в ходе которого людям предложили пройти ДНК-тест, узнать правду о своих корнях и совершить путешествия в те страны, откуда происходили их предки. Как и любое вирусное видео, The DNA Journey вызвало бурю комментариев и споров. Одни усомнились в подлинности эксперимента, ведь портфолио по крайней мере пятерых героев были найдены в базах статистов. Других волновало само существование таких ДНК-тестов и их способность определять происхождение человека. А третьи решили записать пародию на видео и предложить, что в любом из нас может быть 25% от золотистого ретривера. По просьбе 4doctors молекулярный биолог Елена Тодрес и преподаватель биологии Алина Корбут помогли разобраться в вопросе и рассказали про развитие популяционной генетики и принципы работы современных ДНК-тестов. Золотистых ретриверов на этот раз решили не трогать.

Momondo The DNA Journey video-2.png

Елена Тодрес, молекулярный биолог, сотрудник центра геномных исследований Broad Institute of MIT and Harvard

Про работу популяционных генетиков

В течение последних нескольких десятков лет генетика превратилась в экспериментальную науку. Ученые ездят по миру и собирают базы данных. К примеру, берут анализы крови или слюны у людей из разных популяций и пытаются отследить, какие маркеры характеризуют ту или иную популяцию. Начинали сбор данных с очень замкнутых и маленьких популяций, которые легко описать. К примеру, Исландия или Финляндия или какие-нибудь острова в Полинезии. Дело в том, что в замкнутых популяциях в среднем некоторые болезни гораздо чаще встречаются, и в них легче отследить, мутация каких генов эту болезнь вызывает. То есть главная причина описывать эти популяции была, скорее, медицинская. С течением времени были описаны больше популяций, и стали возникать статистические корреляции.

В итоге генетики умеют просчитывать, когда именно какой-нибудь маркер приземлился в нынешней ДНК. Когда с помощью этих тестов исследуют вашу ДНК, тесты, по сути, говорят - у вас есть маркер, который указывает на то, что среди ваших дальних предков были люди из такого-то географического региона. Но чем менее подробно изучены популяции, тем меньше у нас возможности дать людям правильный ответ. Для того, чтобы объяснить кому-то, кто из какого горного села в Грузии, нужно съездить сейчас в Грузию и в каждом горном селе сделать людям генетические тесты.

Что касается рекламы Momondo, многих раздражало в видео следующее: мол, они дают страну и процент, как так можно? Мне показалось, что на бумажке с результатами было просто пятно на карте, а не страна. Это не имеет никакого отношения к национальности. Информация верная, ее просто некорректно преподали. Они должны были сообщать о результатах иначе. Правильным вариантом было бы сказать: вот это пятно на карте показывает, что такой-то процент вашего генома отсюда, и ваши предки столько-то поколений назад жили в этом регионе.

Momondo The DNA Journey video-1.png

Про базы данных и ДНК-тесты

Разные коммерческие ДНК-тесты, такие как 23andme или Ancestry, используют свои изолированные базы данных, или базы данных, находящиеся в открытом доступе. И это большое несчастье в нынешней науке. В идеале надо бы соединить все базы данных, составляемые генетиками, в одну общую базу, куда мы бы складывали все, что узнали. К сожалению, пока так не происходит. Также многие компании используют несколько устаревшие на сегодняшний день методы диагностики. Сегодня геном человека можно прочитать подряд, как книжку, с первой до последней буквы. Это называется секвенированием. Коммерческие ДНК-тесты, вроде 23andme и прочих, занимаются генотипированием с помощью микрочипа. Вместо того, чтобы прочитать все, они обращают внимание только на то, что считают важным, точечно. К примеру, 23andme построили свою базу данных на северных европейцах и постепенно обогатили ее другими популяциями. Поэтому северо-европейцев, и вообще европейцев, они могут отличить одного от другого. А про африканцев они говорят – о, это просто Западная Африка - но не говорят, откуда именно. Русских они часто приписывают просто к финнам, потому что, когда они создавали алгоритм интерпретации результатов, не было хорошей базы по русским, зато была по финнам, и получается, что их алгоритм не умеет различать русских и финнов.

Про этическую сторону вопроса

При просмотре видео Momondo меня покоробило, что все выглядело так, будто этих людей более-менее заставили эти тесты делать. Пускай даже это были актеры, но для меня всегда очень важен вопрос информированного согласия. Когда мы составляем базы данных, очень важно, чтобы люди понимали, куда собранные данные идут. Им надо объяснить, что их данные используются для того, чтобы обогатить базу, а не только, чтобы рассказать им лично, откуда они произошли. Важно заручиться их согласием использовать полученные результаты на благо других людей и для других исследований на эту тему. И тогда, может быть, мы наконец сможем сращивать разрозненные базы данных в единую.

В установлении родословной генетические тесты - вполне хороший ресурс. Но ведь для многих людей ДНК-тесты в первую очередь важны для оценки вероятности рисков заболеваний, которые имеют генетическую подоплеку. Далеко не все болезни, как вы понимаете, обусловлены генетически. Только небольшое количество злокачественных заболеваний, к примеру, объясняется наследуемыми поломками и мутациями. Перед тем, как заказывать генетический тест, надо представлять, что делать с полученными результатами: повлияют ли они на профилактику или лечение болезни, если предрасположенность будет установлена. Если, согласно результатам теста,  предрасположенности нет, означает ли это, что риск нулевой? Лауреат Пулитцеровской премии, Сиддхартха Мукерджи, опубликовавший только что книгу «Ген: Глубинная история», никогда не секвенировал свой геном. Когда у него спросили, почему, он сказал, что не делает тест, потому что не знает, как достоверно интерпретировать его результаты. Результаты генетического теста - это, чаще всего, не ответ «да» или «нет», это ответ про вероятность появлений симптомов заболевания. Пока я чем-то конкретно не заболею, и при этом буду понимать, что, если я пройду тест, я пойму, как лечиться, - это абсолютно ни за чем не нужно, кроме как поволноваться лишний раз. Нечасто в генетике случается, что можно сказать: я прошел тест, у меня наверняка разовьётся вот та болезнь, и поэтому мне нужно с полки вот это лекарство.

Люди часто думают - о, я унаследовал мутацию, приводящую к специфическому раку, все очень плохо, я скоро умру. Но это не так. Надо еще посмотреть на процент людей, ничем так и не заболевших при наличии этой мутации,  и на доказательную медицину: сколько из тех, кто унаследовал мутацию, не заболели благодаря профилактическим мерам, или вылечились благодаря специфичности подобранного лекарства. Если вы хотите пройти тест по медицинским причинам, не делайте это сами. Делайте это через доктора или генетика, который вам расскажет, какова медицинская значимость результата теста.

Momondo The DNA Journey video-3.png

Алина Корбут, преподаватель биологии и методист центра онлайн-обучения Фоксфорд

Про методы в работе

При изучении происхождения человека популяционные генетики используют два основных метода. Первый -  исследование Y-хромосомы и митохондриальной ДНК. Y-хромосома не обменивается участками с другими хромосомами и наследуется напрямую по мужской линии, митохондриальная ДНК - только по женской. Таким образом, от каждого человека в прошлое тянется одна “ниточка” непрерывной передачи митохондриальной ДНК или одна “ниточка” передачи Y-хромосомы. Со временем в этих фрагментах ДНК, как и в любых других, накапливаются мутации, поэтому Y-хромосомы и митохондриальные ДНК разных людей будут отличаться. Каждый набор таких мутаций называется гаплотипом, совокупность похожих гаплотипов - гаплогруппой. Можно сравнить гаплотипы, то есть наборы имеющихся мутаций, между собой и построить эволюционное древо, реконструируя историю накопления этих мутаций в прошлом. Основываясь на этом, мы можем выделить условно древние (раньше ответвившиеся от других) и условно новые (появившиеся позже) гаплогруппы. Их носители определенным образом распределены по территории планеты, и это распределение неплохо отражает историю расселения и миграций людей. Таким образом, это один из источников информации о происхождении человека. Однако надо понимать, что гаплогруппы “размазаны” по большим территориям, что миграции людей и обмен между популяциями были всегда - всё это приводит к тому, что мы не можем проследить происхождение абсолютно точно. 

Но еще более важно вот что. Y-хромосомы и митохондриальная ДНК - это только два маленьких кусочка генома, особенность которых лишь в том, что они наследуются только от одного родителя целиком, и их фрагменты никогда не перетасовываются. Это позволяет нам относительно легко реконструировать их эволюционную историю. Но по объему они ничтожны. Плюс у женщин нет Y-хромосомы, остается только крошечная митохондриальная ДНК. В геноме человека есть множество других фрагментов, и вот они-то постоянно перемешиваются. Грубо говоря, гены ваших родителей перетасовываются при образовании ваших половых клеток и потому распределены по хромосомам ваших детей уже по-новому. По каждому кусочку ДНК у человека, строго говоря, будет свое генеалогическое древо. Это происходит потому, что у нас тем больше предков, чем дальше в глубь веков мы погружаемся. У нас двое родителей, четверо дедушек-бабушек, восемь прадедушек-прабабушек и так далее - представьте, сколько у вас было предков хотя бы пару столетий назад. Не все они оставили следы в нашей ДНК, но один кусочек нашего генома может прийти из Африки, другой из Азии, третий - из Европы. То есть нет никакого происхождения генома человека как целого. Геном - это коллаж из кучи маленьких кусочков, у каждого из которых свое происхождение. 

Поэтому важен также второй метод - анализ фрагментов, не относящихся к Y-хромосоме и митохондриальной ДНК. Это возможно путем сравнения ДНК человека с выборкой людей с некой территории, и результат будет тем более точным, чем больше кусочков мы возьмем для анализа. Но это в любом случае вероятностная, статистическая оценка. Протестировав какое-то существенное количество людей с некой территории, генетик почти наверняка точно сможет сказать, что это за популяция, если она уже была изучена. А если протестировать одного человека только по Y-хромосоме, то генетик сможет сказать, что у него гаплогруппа, характерная, скажем, для северных европейцев. Но чем больше маркеров мы посмотрим, тем точнее мы сможем сказать что-то о происхождении человека.

www.momondo.com.jpg

Про сам процесс анализа

При таком сравнительном анализе в основном используются микрочипы с ограниченным набором зондов, это наиболее дешевый вариант. Грубо говоря, это стекла, на которых пришиты фрагменты ДНК. Если  аллель (вариант гена) комплементарен тому, который есть в человеке, то есть подходит по последовательности, то возникает флуоресцентный сигнал, свечение метки. Если не подходит, сигнала нет. Так мы узнаем, какие аллели есть у человека, сравнивая с заданной “библиотекой” аллелей.  Если у человека какой-то уникальный или редкий вариант гена - такой метод его “пропустит”. Другой метод - это непосредственное прочтение последовательности ДНК (секвенирование), понятно, что это точнее, чем сравнивать с набором наперед заданных кусочков, но зато это намного дороже, поэтому пока микрочипы распространены больше.

www.23andme.com-1.jpg


Автор: Лера Швец

Источники фотографий: 23andMe, Momondo

Возврат к списку



Яндекс.Метрика