Полное секвенирование генома: инструкция по применению

Полное секвенирование генома: инструкция по применению

Интерес к теме полного секвенирования генома во многом стимулируется коммерческими лабораториями, которые предлагают клиентам узнать все о своем геноме, чтобы правильно подобрать диету, определить таланты, узнать свою этническую принадлежность. Однако полное секвенирование генома -  серьезный медицинский инструмент, который позволяет диагностировать наследственные болезни. О том, кому нужно секвенирование генома и как правильно им воспользоваться, рассказал кандидат биологических наук, руководитель Лаборатории Клинической Биоинформатики Федор Коновалов.
 92 •
  0
29.11.2018

- Что дает анализ «полное секвенирование генома»?

- Строго говоря, полное секвенирование генома - не медицинский анализ, это просто способ получения генетической информации. В ходе секвенирования прочитывается практически весь геном человека. Сегодня используется такой подход: ДНК случайным образом разрезается на множество мелких фрагментов, к фрагментам добавляются специальные адаптеры на концах, и затем их количество нарабатывается с помощью ПЦР. После все эти кусочки параллельно «читаются», специальные программы «собирают» из них геном и выявляют изменения в нем относительно так называемого референса – это искусственная стандартная последовательность генома, своеобразный пример для сравнения.

В ходе секвенирования генома можно проанализировать практически все гены, межгенные участки, митохондриальную ДНК. В целом, полное геномное секвенирование хорошо справляется с выявлением «точковых» мутаций, а структурные изменения (транслокации, инверсии) выявляются хуже. Поэтому в случае подозрений на такие хромосомные перестройки лучше использовать более надежные специализированные методы: таргетные тесты, FISH или кариотипирование.

Использовать данные секвенирования можно по-разному, но мы остановимся на применении в медицинских целях.

- Кому стоит задуматься о полном секвенировании генома?

- Задуматься о нем имеет смысл тем, у кого есть причины для посещения врача-генетика.

Во-первых, полное секвенирование генома – инструмент для выявления причины наследственного заболевания. Тест действительно универсальный, его особенность в том, что одновременно с «обычными» хромосомами читается и митохондриальная ДНК: маленькая, но очень важная кольцевая молекула. Однако здесь важно понимать, что есть типы мутаций, которые с помощью этого анализа не выявляются. Хороший врач на основе предполагаемого или уже существующего клинического диагноза выбирает метод для проведения анализа.

Во-вторых, секвенирование генома можно было бы использовать при планировании семьи – как метод скрининга на носительство патогенных мутаций, при наличии которых в одном и том же гене у обоих родителей в семье могут родиться дети с рецессивными заболеваниями. Впрочем, когда есть популяционные данные о частых мутациях для определенного народа, вполне рационально будет провести не секвенирование генома целиком, а специальный тест на выявление этих часто встречающихся мутаций – так выйдет дешевле, но это поможет значительно снизить риск рождения больного ребенка. Кроме того, носительство некоторых частых и при этом тяжелых заболеваний (таких как спинальная амиотрофия) для надежной детекции требует специального теста, поэтому я бы не стал переоценивать возможности геномного секвенирования. Это в любом случае не метод, который позволит застраховаться от абсолютно всех генетических рисков.

В-третьих, полное секвенирование генома позволяет получить информацию о некоторых высокорисковых состояниях, например, о высокой вероятности заболевания раком молочной железы и яичников. Это актуально, например, для женщин, в семье которых были случаи рака молочной железы или яичников в молодом возрасте или несколько случаев рака молочной железы и яичников у нескольких родственников.

К возможностям геномного секвенирования следует подходить разумно: эффективность анализа генома несколько выше, чем у менее масштабных, но тоже современных исследований (в частности, экзомного секвенирования), однако отличается не в разы, а лишь – в случае экзома – на несколько процентов.

Сегодня я бы рассматривал геном скорее как исследование «последней линии» либо как выбор для тех, кто хочет получить максимум информации на будущее – ведь данные секвенирования можно при необходимости переанализировать.