G- ماذا؟: مقدمة لدراسة الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS)

حبلا الحمض النووي

عندما تم الإعلان عن التسلسل الناجح للجينوم البشري لأول مرة في أوائل عام 2003 ، اعتقد الكثير أن هذا سيحدث ثورة في كيفية فهمنا للصحة والمرض. من خلال هذا الجهد الذي استمر لعقد من الزمان والذي كلف ما يقرب من 3 مليارات دولار ، حدد العلماء بشق الأنفس الشفرة الجينية التي تجعلنا من نحن وتؤثر على العديد من سماتنا وخصائصنا. لكن بينما كان هذا إنجازًا استثنائيًا ، إلا أنه لم يشر إلا إلى الخطوات الأولى في كيفية فهمنا لأنفسنا وحمضنا النووي. لفهم الكيفية التي تحدد بها هذه الشفرة طول الشخص أو خطر الإصابة بأمراض القلب تمامًا ، كان على العلماء العمل على مقارنة آلاف ، أو حتى الملايين ، من جينومات الأفراد. أدخل دراسة الارتباط على مستوى الجينوم أو GWAS.

أبجديات الحمض النووي

أولاً ، دعنا نعود خطوة إلى الوراء لفهم أفضل لما يتكون منه الجينوم. يتكون جينومنا من DNA. جزيئات تسمى النيوكليوتيدات هي لبنات البناء. يمكن أن تكون النيوكليوتيدات أحد الخيارات الأربعة – الأدينين والثايمين والسيتوزين والجوانين ، ويُشار إليها بشكل أكثر شيوعًا بـ “A” و “T” و “C” و “G”. عندما تتحد في فترات طويلة ، يمكن لهذه النيوكليوتيدات أن تشكل جينات. في خلايانا ، تتم قراءة هذه الجينات واستخدامها كتعليمات لصنع البروتينات ، والتي تؤدي مجموعة محيرة للعقل من الوظائف في أجسامنا. تعمل البروتينات كمراسلين ، وتساعد في حماية أجسامنا ، وتعطي خلايانا بنية ، من بين العديد من المهام الهامة الأخرى.

يحتوي جينومنا على الحمض النووي الذي يتكون من كل جيناتنا – أكثر من 20000 في المجموع! بالإضافة إلى كل جيناتنا ، يحتوي جينومنا على امتدادات طويلة من النيوكليوتيدات التي لم يتم تحويلها إلى بروتينات ، ولا يزال العلماء يعملون لمعرفة ما يفعلونه جميعًا. إجمالاً ، يبلغ طول الجينوم البشري 3.2 مليار نيوكليوتيد. من بين 3.2 مليار نيوكليوتيدات ، يتشارك جميع البشر حوالي 99.9٪ من هذه الأحرف. تختلف نسبة 0.1٪ المتبقية من جينومنا ، والتي لا تزال تمثل 3 ملايين نيوكليوتيد ، باختلاف الأشخاص والسكان وتتحكم في ما يجعلنا جميعًا فريدين.

يطلق على النيوكليوتيدات التي يمكن أن تختلف بين الناس تعدد الأشكال أحادي النوكليوتيدات ، أو SNP (يُنطق بـ “القصاصة”). على سبيل المثال ، في SNP معين ، 80٪ من السكان لديهم نيوكليوتيد “G” ، بينما 20٪ المتبقية لديهم “C” بدلاً من ذلك. تشكل هذه النيوكلوتايد الأساس الذي يفسر لماذا قد يكون لدى شخصين مشاعر مختلفة حول طعم الكزبرة ، أو لماذا قد يكون أحدهم أكثر عرضة للإصابة بالخرف من الآخر.

معًا بشكل أفضل: قوة GWAS

بينما نعلم أن SNPs تساعد في إحداث الاختلافات في سماتنا ، تكمن الصعوبة في تحديد أي SNPs يرتبط بأي سمات. هذا هو المكان الذي يأتي فيه سحر دراسة الارتباط على مستوى الجينوم ، أو GWAS. يفحص GWAS البيانات الجينية لآلاف ، وأحيانًا الملايين ، من الأفراد إلى جانب معلومات حول سمة معينة ، مثل مؤشر كتلة الجسم أو مشاعر الوحدة . يمكن للعلماء بعد ذلك مقارنة كل هذه البيانات ، والعثور على تعدد الأشكال المحدد الذي يرتبط (أو “المرتبط”) بخطر إصابة شخص ما بمرض معين أو امتلاك سمة معينة. غالبًا ما يتم عرض هذه النتائج في مخطط يُسمى “مخطط مانهاتن” بشكل مناسب ، حيث ترتفع النيوكلوتايد الأكثر أهمية المرتبطة بالسمة مثل ناطحات السحاب.

مؤامرة مانهاتن من GWAS

بعد تحديد SNPs الأكثر ارتباطًا بسمات الدراسة ، يعمل العلماء بعد ذلك على تحديد الجينات التي تتواجد فيها هذه النيوكلوتايد. في كثير من الأحيان ، تكون SNPs في أو بالقرب من الجينات التي تساعد في التحكم في العمليات المتعلقة بالسمات. على سبيل المثال ، أ دراسة GWAS وجد فحص المتغيرات الجينية التي تؤثر على الحساسية أن العديد من SNPs المحددة يمكن العثور عليها في الجينات التي تتحكم في الالتهاب والجهاز المناعي. في أوقات أخرى ، يمكن للباحثين العثور على جينات جديدة تلعب دورًا في مرض أو سمة معينة من خلال GWAS. بالإضافة إلى فهم أفضل لـ SNPs التي تعتبر عاملًا في مرض معين ، فإن المعلومات القيمة المكتسبة من الدراسات على مستوى الجينوم مثل هذه يمكن أن تؤدي إلى اكتشاف طرق جديدة لعلاج المرض!

لم يتم إنشاء جميع GWAS على قدم المساواة

قد تحدد دراستان على مستوى الجينوم تفحصان نفس السمة أو المرض أعدادًا مختلفة من تعدد الأشكال. أحد العوامل الرئيسية التي تتحكم في هذا هو عدد المشاركين في الدراسة. استخدم العديد من GWAS الأولى مئات أو آلاف الأشخاص وحددوا النيوكلوتايد النيكوتين المهم للغاية. في المقابل ، مع ازدهار الاختبارات الجينية اليوم مدفوعًا بالتكلفة المتناقصة باستمرار ، تفحص الدراسات البيانات الجينية بشكل روتيني ملايين الأفراد. من خلال تضمين مجموعات أكبر من المشاركين في الدراسة ، يتمتع الباحثون بقوة إحصائية أكبر لتحديد تعدد الأشكال الذي قد يكون له تأثير على سمة معينة.

العامل الآخر الذي قد يحدد نتائج GWAS هو المجموعات السكانية المختارة للدراسة. تفحص العديد من الدراسات البيانات الجينية فقط من الأفراد من أصل أوروبي ، والنتائج إما قد لا تنتقل إلى مجموعات سكانية أخرى أو ، قد تفقد الدراسة تعدد الأشكال الهامة التي تظهر في الغالب في مجموعات سكانية معينة. جهود مختلفة ل زيادة التنوع من الأبحاث الجينية جارية ، بهدف ضمان استفادة الجميع من الاكتشافات التي يتم إجراؤها.

الذهاب إلى المكتبة

في Nebula Genomics ، أطلقنا مكتبة أبحاث السديم للسماح للعملاء بمشاهدة نتائج دراسات GWAS ، وما تعنيه هذه النتائج لهم ولبياناتهم الوراثية. نقوم برعاية أحدث المنشورات العلمية التي تكشف عن رؤى جديدة حول النيوكلوتايد عبر مجموعة من السمات والأمراض. نعتقد أن رحلتك وفهمك لبياناتك الجينية لا ينبغي أن يوقف اليوم الذي تحصل فيه على نتائجك ولكن بدلاً من ذلك يجب أن يستمر في النمو مع تقدم معرفتنا العلمية في الآونة الأخيرة ، أضفنا درجة المخاطر متعددة الجينات حسابات لكل دراسة في مكتبة السديم. تتيح هذه الإضافة المثيرة للمستخدمين رؤية التأثير التراكمي للعديد من أشكال النيوكلوتايد المرتبطة بسمة أو مرض معين. سنستمر في إضافة ميزات جديدة تتيح لمستخدمينا تعظيم المعلومات التي يمكنهم التعرف عليها عن أنفسهم وجينوماتهم.
لبدء رحلتك للتعرف على بياناتك الجينية والرؤى التي يمكن أن يساعدك Nebula في اكتشافها ، اطلب a طقم تسلسل الجينوم الكامل اليوم!