El análisis del mayor conjunto de datos genómicos del mundo de mujeres embarazadas, un total de 141.431 mujeres embarazadas de toda China, ha descubierto asociaciones insospechadas entre genes y resultados de nacimiento, incluido el nacimiento de gemelos y la edad de una mujer en el primer embarazo.
El análisis también permitió a los investigadores reconstruir el movimiento reciente y los matrimonios mixtos de diferentes grupos étnicos en China, y promete ayudar a identificar los genes que hacen que las personas sean susceptibles a las enfermedades infecciosas.
"Es sorprendente que esto sea incluso posible: que pueda tomar estas muestras masivas y hacer un mapeo de asociación para ver cuáles son las variantes genéticas que explican los rasgos humanos", dijo el coautor Rasmus Nielsen, profesor de biología integrativa en elUniversidad de California, Berkeley, quien supervisó el análisis computacional realizado por investigadores de BGI en Shenzhen, China.
Es aún más sorprendente porque los investigadores secuenciaron, en promedio, solo el 10 por ciento del genoma de cada madre, confiando en un gran número de genomas de baja calidad para aprovechar pruebas más baratas para descubrir nuevos enlaces genéticos.
Las futuras madres habían proporcionado muestras de sangre para analizar las anomalías cromosómicas fetales, principalmente el síndrome de Down. Esta técnica, llamada prueba de ADN fetal sin células, una forma de prueba prenatal no invasiva, es posible porque las madres tienen ADNde su hijo por nacer flotando en el torrente sanguíneo. Con una secuencia rápida de escopeta, los laboratorios pueden romper todo el ADN que flota libremente en la sangre y secuenciar lo suficiente para diagnosticar el síndrome de Down.
Aunque aún no está muy extendido en los Estados Unidos, las pruebas prenatales no invasivas son comunes en China: el 70 por ciento de tales pruebas en todo el mundo se han realizado en China. El muestreo de la sangre de la madre se puede hacer temprano y sin riesgos, mientras que las pruebas prenatales estándaren los EE. UU. se trata de una amniocentesis o una muestra de vellosidades coriónicas, que requieren la obtención de células fetales del interior del útero y corren el riesgo de dañar al feto.
Los hospitales de maternidad pagaron BGI para realizar estas pruebas, pero obtuvieron el consentimiento informado de cada madre para analizar también los genomas parcialmente secuenciados con fines de investigación, manteniendo el anonimato. Todos los análisis se realizaron en China y los datos se encuentran en el National de ChinaGeneBank.
El análisis de datos reveló, por ejemplo, que la variación en un gen llamado NRG1 está relacionada con una mayor o menor incidencia de gemelos. Una variante del gen es más común en madres con gemelos y está asociada con hipertiroidismo, estrechando un vínculo entrefunción tiroidea y hermanamiento que previamente se había visto en ratones.
Una variante de otro gen, EMB, se asoció con madres primerizas mayores.
El análisis también extrajo varios genes que no se habían asociado previamente con la altura y el índice de masa corporal.
Quizás lo más interesante, dijo Nielsen, es lo que la secuenciación de todo el ADN en la sangre materna nos dice acerca de los virus que circulan por el cuerpo y, por lo tanto, el vínculo entre los virus y los genes que determinan la susceptibilidad a la enfermedad.
Una variación en un gen, por ejemplo, se asoció con una mayor concentración de herpesvirus 6 en la sangre de una madre. El herpesvirus 6 es la causa más común de la erupción del bebé relativamente benigna llamada roséola, pero una alta "carga viral" se correlaciona consíntomas más severos. Las personas con enfermedad de Alzheimer también tienen niveles más altos de herpesvirus 6 en sus cerebros.
"La mayoría de las personas están infectadas por el virus del herpes 6 en algún momento de su vida, pero algunas personas parecen estar menos afectadas que otras. Ahora hemos encontrado una variante genética humana que ayuda a controlar la gravedad de la infección", dijo Nielsen ".Esto es bastante interesante porque no sabemos mucho acerca de las variantes genéticas que controlan por qué algunas personas parecen más susceptibles a la infección viral y no otras ".
Quedan por descubrir más correlaciones. Hasta la fecha, el equipo de BGI ha secuenciado genomas de más de 3 millones de mujeres embarazadas, en gran parte acompañado de información sobre la salud de las madres y los bebés que se puede utilizar para encontrar asociaciones genéticas.
"Si tiene estos genotipos y los compara con fenotipos, es decir, algo que puede medir, puede encontrar variantes genéticas que explican los rasgos humanos", dijo Xun Xu, líder del equipo de BGI y autor principal del estudio.
Nielsen, Xu, Siyang Liu y otros colegas de BGI informarán los resultados iniciales del análisis el 4 de octubre en la revista Celda .
Secuenciación por imputación
Para encontrar genes asociados con rasgos humanos, por ejemplo, altura y peso, los investigadores suelen secuenciar minuciosamente una pequeña cantidad de genomas, de cientos a miles, y escanear los genomas en busca de variaciones en la secuencia que son más comunes en las personascon el rasgo. El estándar de oro ahora es secuenciar cada genoma 60 veces para asegurar la precisión dados los errores inherentes en el proceso de secuenciación. Incluso si cada genoma se secuencia solo 20 veces, lo cual es bueno pero no excelente, aún se vuelve costoso.
El nuevo estudio se basa solo en genomas parciales, que son más baratos de obtener, pero en cantidades masivas de ellos. En promedio, aproximadamente una décima parte del genoma de cada madre fue secuenciada, porque eso es todo lo que necesita un médicopara diagnosticar una anomalía cromosómica en el feto. Por ejemplo, el síndrome de Down o la trisomía 21 son causados por tres copias del cromosoma 21. en lugar de dos copias. Un solo ciclo de secuencia es suficiente para determinar si algunos genes son 50 por ciento más comunes de lo normal, indicativo de un cromosoma extra.
Pero los genomas parciales también pueden decir mucho a los investigadores, dijo Nielsen.
Piense en reconstruir un libro perdido a partir de miles de copias propensas a errores, complicado por el hecho de que solo tiene alrededor del 10 por ciento de cada copia. Al buscar superposiciones e inferir palabras del contexto, llamado imputación, podría reconstruir unmanuscrito perdido
Al reconstruir genomas parciales, los científicos tienen otro conjunto de datos importante: todos los genomas humanos completos secuenciados hasta la fecha, con todas sus variaciones individuales.
Prueba de que la imputación utilizando más de 141,000 genomas parciales funciona es que la distribución geográfica reconstruida en China de los grupos minoritarios y los chinos Han dominantes reflejan los movimientos de población conocidos en el país durante los últimos 100 años.
"Debido a que el tamaño de la muestra es tan grande, podemos llegar a los recientes movimientos de población, incluidas las reubicaciones como consecuencia de las políticas gubernamentales de China", dijo Nielsen. Muchas poblaciones de chinos Han en el oeste de China están más estrechamente relacionadas con las poblaciones de gran tamañociudades de la costa este, por ejemplo, que reflejan la reubicación de un gran número de personas en el campo escasamente poblado.
Los investigadores también encontraron que muchos chinos tenían variantes genéticas comunes entre los indios, los asiáticos del sudeste y, a lo largo de la ruta de la antigua Ruta de la Seda, los europeos.
Nielsen está trabajando actualmente con sus colegas de BGI para analizar los genomas de 1 millón de mujeres chinas que se sometieron a pruebas prenatales no invasivas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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