什么是泛基因组？科学家刚刚发布了其初稿。

1990 年人类基因组计划启动时，它被誉为有史以来最伟大的科学成就之一。这项历时 13 年的项目确定了大约 20,000 个基因，并为研究人员提供了改变现代医学的基因蓝图。医生现在可以使用基因信息来更好地诊断疾病和使人衰弱的病症，例如将罕见的腿痛病例与单一突变联系起来。这项研究还带来了精准医疗时代的希望，每种治疗方法都将针对个人量身定制。只有一个问题——这项工作还没有真正完成。

这是因为人类有 99.9% 是相同的。但 0.1% 的基因差异解释了我们的独特性，也可以解释为什么有些人更容易患病。90 年代的项目制作的单一基因组图谱不足以代表人类的广度。

今天在《自然》杂志上发表的一项国际研究 通过分析更加多样化的基因序列来填补这些空白。“我们正在重新调整基因组学的基础，以创建多样化和包容性的人类变异表示作为基本参考结构，”资深研究作者、加州大学圣克鲁斯基因组学研究所副主任本尼迪克特·帕滕 (Benedict Paten) 说。

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通过消除偏见并分析更具包容性的基因组数据，遗传学家将更好地了解突变如何影响一个人的基因，并使我们更接近公平医疗保健的未来。

什么是泛基因组？

这项研究的重点是创建泛基因组，即单个物种内的 DNA 序列集合。过去的研究重点是参考基因组，它由少数个体组成，应该代表更广泛的基因。另一方面，泛基因组是由世界各地的多个人创建的，以更准确地反映我们的遗传多样性。

过去的遗传学家并非不想测序更多的遗传变异，只是他们做不到。洛克菲勒大学霍华德休斯医学研究所遗传学教授、这项研究的合著者埃里希·贾维斯表示，20 世纪 90 年代和 21 世纪初的技术还无法让研究人员看到个体内和个体间单倍型（从单亲遗传下来的一组基因）之间的巨大差异。

泛基因组学的重点是研究世界各地个体之间的遗传差异。贾维斯说，了解基因组变异很重要，因为一些突变与不同的性状和疾病有关。例如，脂蛋白 (a) 基因具有复杂的结构，尚未在人类中测序。但已知该基因的变异与黑人患心脏病的风险增加有关。通过对整个基因进行测序并了解其变异，医生可能能够重新审视和治疗以前无法解释的冠心病病例。

加州大学旧金山分校研究人类群体变异的博士后学者 Sarah Fong 表示：“这篇论文帮助我们认识到，DNA 不仅仅是一串字母序列；DNA 是有结构的，人类的这种结构变异对于基因组功能和性状多样性至关重要。”但她没有参与这项研究。

初稿揭示了什么？

作者收集了 47 位遗传各异的个体的数据。其中约一半来自非洲，其余来自其他四个大洲（不包括澳大利亚和南极洲）。基因组信息增加了 1.19 亿个碱基对和 1,115 个重复（基因上部分 DNA 重复的突变）的信息。正如预期的那样，超过 99% 的基因序列在个体之间是相似的。但通过将不到 1% 的变异纳入这一新的泛基因组草图，作者发现基因的结构变化解释了 9000 万个已识别的碱基对。

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约翰霍普金斯大学生物学助理教授拉吉夫·麦考伊 (Rajiv McCoy) 表示：“通过超越单一、任意和线性的基因组表示，泛基因组参考联盟的工作更准确地描述了我们物种中存在的多样性。”他没有参与当前的研究，但最近参与了人类基因组的首次完整测序。

有了最新的泛基因组模型，遗传学家可能更容易检测和鉴定难以发现的基因突变。当作者使用泛基因组草图作为参考分析另一组遗传信息时，他们检测到了 104% 以上的结构变异。他们还提高了比较序列的准确性，将变异错误率降低了 34%。

仍在进行中

创建泛基因组初稿只是这个由两部分组成的项目的第一阶段。第二阶段将需要几年时间，在此期间，作者将与其他国际研究人员建立合作关系，并在基因组数据较少的地区开展社区外展活动，例如将土著文化的成员纳入其中。

我们可能需要几十年的时间才能看到这些草图最终形成一幅完整的人类基因组图景。Fong 表示，有几个挑战需要解决，例如开发一种有效的策略来比较多个人类基因组，以及制定一个在医学领域检测遗传变异的具体计划。

尽管如此，Fong 表示，这些努力是值得的。拥有完整、多样化的人类基因组将推动遗传学研究的发展，并创造一个在治疗疾病时更充分考虑人类基因的未来。