《科学》发布64份新图谱，聚焦全球人群遗传差异

新世纪伊始，第一版人类基因组图谱发布。通过测序技术读出四个字母（构成DNA的四种碱基）的序列，我们开始读懂记录一个人所有遗传信息的“生命天书”——人类基因组。不过，首份参考序列并不是某一个人的基因组，而是代表了人类的综合，因而并不能准确反映人类复杂的遗传变异。

在此基础上，随着测序领域的技术创新，科学家在过去20年里开展了多个测序项目，以鉴定和区分个体与参考序列之间的遗传差异。

2月25日，一个国际研究小组在顶尖学术期刊《科学》上发表文章，宣布了人类基因组测序的一项新成果。结合更先进的测序和组装技术，研究人员以高分辨率完成了来自32个个体的人类基因组测序。这份功能更全面的参考数据集，代表了世界各地25个不同的人类种群，可以更好地反映来自不同人群的遗传差异，作为了解人类疾病易感性的新参考。

参与此次研究的机构之一、马里兰大学医学院在新闻稿中指出：“这项具有里程碑意义的新研究表明，我们对人类健康和疾病的遗传基础有了更深刻的了解。”

科学家们在这项研究中结合采用长读测序技术和链特异性测序方法，准确地重建了一个人基因组的两个组成部分，也就是分别继承自父亲的遗传信息和继承自母亲的遗传信息。“过去，我们无法区分遗传变异来自父母双方的哪个染色体组，现在我们能够解决这一问题，是发现人类遗传变异的一个了不起的成就，引领我们寻找致病基因。”这项研究的负责人之一Jan Korbel博士评论说。

而且，利用这种方法从头组装连续的基因组，无需与不完善的参考基因组进行比对，从而避免潜在的偏差，可以更准确地反映来自不同人类群体的遗传差异。

在新获得的参考序列中，研究人员总共确定了超过10万个结构变异（SV），其中68%是过去短读测序时未被发现的。这类变异指的是染色体上大片段DNA的重新排列，有缺失、重复、插入、易位甚至是颠倒方向等多种类型。相比单碱基变化等较小的变异，结构变异更难检测，然而它们更容易干扰基因功能，是很多遗传病和癌症的重要诱因。

合著者之一Scott Devine博士对此评论说：“我们进入了基因组学的新纪元，令人兴奋的新技术在读取DNA碱基方面提供了数量更大、更准确的结果，使我们能够对人类全基因组进行测序，探索过去无法读取、但与人类特征和人类疾病相关的基因组区域。”

这些信息将有助于开发个体化医疗的新方法，应用于精准医疗。例如，药物功效可能因基因组而异。新的参考数据纳入了具有高度多样性的人类基因组，可以更好地根据患者的个体遗传背景量身定制治疗方法。

参考资料

[1] Peter Ebert et al., (2021) Haplotype-resolved diverse human genomes and integrated analysis of structural variation. Science. Doi: 10.1126/science.abf7117

[2] Landmark study details sequencing of 64 full human genomes to better capture genetic diversity. Retrieved Feb. 26, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/uoms-lsd022521.php

[3] 64 human genomes as new reference for global genetic diversity. Retrieved Feb. 26, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/hud-6hg022521.php