人類基因組圖譜並不完整！據此進行的基因研究可能存在重大疏漏

2001年，人類基因組圖譜及初步分析結果首次公布。最新版的人類基因組圖譜名為GRCh38，包含3.1兆億鹼基對的信息。

然而，這個被譽為生命科學「登月計劃」的研究項目漏掉了一些重要信息。近日發表於《自然遺傳學》雜誌的一篇文章指出，參考基因組缺失了多達10%的遺傳信息。這些缺失的信息被發現存在於許多非洲人後裔，以及其他人類群體身上。

存放於倫敦韋爾科姆收藏館Medicine Now展廳的第一套人類基因組圖譜叢書

參考基因組

「人類基因組」實際上只包含了少數人的基因組。GRCh38的大部分信息只來自於同一個人。與其說這是人類DNA的快照，不如說是一種模板和路線圖，可以讓人們有一個大致的概念，並在個人基因組與「參考基因組」之間進行比較。

我們知道，參考基因組有其局限性，科學家也一直在對其加以補充完善，以便更好地體現當今人類身上發生的大量變異。然而，上述文章的作者們指出，由於來源有限，參考基因組的用處其實也是有限的。「近些年，越來越多的研究人員開始強調獲取和體現不同人群測序數據的重要性。」

上述文章的作者們認為，在目前的情況下，要分析那些血統大大不同於參考基因組血統的人，是一個十分棘手的難題。雖然有些方法可以讓研究人員獲得數量有限的遺傳多樣性數據，但更加全面、日益流行的一個方案，是建立面向特定人群的參考基因組。這一項目已經在進行當中，對象包括中國人和德系猶太人。

全人類基因組

上述文章的第一作者蕾切爾·舍曼（Rachel Sherman）表示，目前沒有「泛基因組」，也就是說，沒有「體現（某）種群所有DNA的基因組圖譜」。細菌有，但人類還沒有。所以，他們打算利用910名非洲後裔的DNA，建立非洲人的泛基因組。這些非洲後裔包括加勒比海人和美國人，他們身上保留了一部分的非洲遺傳多樣性，也擁有各自不同的遺傳歷史。

研究人員將這些人的DNA與參考基因組進行比較，尋找不匹配的長序列。DNA的基本單位是鹼基對，也就是雙螺旋梯子上的一級階梯。舍曼和同事試圖尋找長度超過1000個鹼基對、與參考基因組不匹配的序列，結果發現了近3億個鹼基對，大約相當於整個參考基因組的10%。

這並不是說，那些信息為非洲人所獨有（其中大約40%的數據與韓國人或中國人的基因組相符），而是說，它們也是重要的遺傳信息，雖然在人類身上廣泛出現，但沒有涵蓋在人類參考基因組裡，因為後者只根據少數人的DNA編纂而成。因此，在人類參考基因組裡，人類的很多遺傳信息其實並沒有得到反映。

醫學意義及警示

任何研究，如果依靠參考基因組來分析人類基因變異的話，無疑都會錯過這些重要數據。

舍曼及其同事表示：「現在，幾乎所有研究都是根據參考基因組來分析基因變異。就基於人群的人類遺傳學研究而言，單一的參考基因組是不夠的。」他們還指出，解決辦法之一是，為不同人群建立參考基因組。隨著時間的推移，「包含人類所有DNA」的泛基因組最終將會產生。

這對醫學具有重大意義。舍曼稱，「如果你是科學家，你尋找的基因變異與某一人群更容易患的某種疾病有關，那麼，你會想要將他們的基因組與更能代表那個人群的參考基因組進行對比。」

不過，即便掌握了非洲人的這些遺傳信息，我們目前也並不清楚，研究特定疾病的科學家可以用這些信息來做些什麼。而對於參考基因組未包含的DNA的作用，以及它們在健康或其他基因變異方面扮演的角色，舍曼團隊並沒有進行研究。

面向特定人群的參考基因組也許有助於研究人類的基因變異，但在實驗室之外的現實世界，則可能遇到另外一些困難。非洲人的遺傳信息中，有很多也出現在韓國人身上，這說明不同人群之間並沒有清晰的界線，尤其是在DNA層面上。事實上，界線是非常模糊的；個體能同時擁有多個人群的遺傳特徵，一個人的外表並不是其DNA的可靠體現。

讓情況更複雜的是，非洲內部有多個人群，這些人群擁有不同的遺傳歷史，而我們對此只是略知皮毛而已。擁有泛非洲基因組，未必能讓我們對非洲人個體之間的差異有更加深入的了解。

雖然遺傳學研究人員都清楚這一點，但如果大眾對此缺乏良好的溝通和了解，那麼，面向特定人群的參考基因組在醫學等領域的應用，也可能面臨一系列新的問題。

翻譯：于波

審校：李莉

編輯：漫倩

來源：Arstechnica

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