Ученые разработали алгоритм, позволяющий за несколько минут вычислить генетическое дерево тысячи человек

Ученые разработали алгоритм, позволяющий за несколько минут вычислить генетическое дерево тысячи человек

Приемные дети, став взрослыми, не имеют ни малейшего понятия о своем культурном и генетическом происхождении. Они не знают ни о своих предках, ни о болезнях, которыми те болели. Да и многие из нас лишь в общих чертах представляют себе родословное дерево, ничего не подозревая о его нижних ветвях, формирующих предрасположенность к целому ряду заболеваний.

Недавно международная группа, состоящая из программистов, математиков и биологов, разработала компьютерный алгоритм, позволяющий быстро вычислять генетическое родословие по одному небольшому образцу ДНК. Эта программа за считанные минуты может проделать такую работу для тысячи желающих без каких-либо сведений об их прошлом. В отличие от предыдущих программ, в которых требуются родословные сведения, данный алгоритм обнаруживает молекулярно-генетические маркеры, известные как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), по образцу ДНК в виде ротового или буккального мазка.

Для демонстрации эксперимента ученые использовали генетические данные предыдущих разработок, включая полный каталог вариаций человеческого генома международного консорциума HapMap. Последняя "работа дала нам удивительную возможность сформировать междисциплинарную команду, состоящую из программистов, математиков и генетиков", говорит Петрос Дринеас, ведущий автор исследования и доцент факультета кибернетики в Ренсселеровском политехническом институте. "Теперь, когда мы знаем, что программа работает хорошо, мы надеемся применить ее более масштабно, используя сотни тысяч SNP", продолжает Дринеас. Компьютерная программа "станет ценным средством изучения нашего генетического происхождения, целевых препаратов и медицинского лечения, что может по-разному отражаться на людях с разной родословной".

Знание своей генетической структуры важно для выявления генетической базы сложных заболеваний. Несмотря на то, что человеческий геном у всех людей на 99 процентов одинаков, один процент может сыграть решающую роль, что касается нашей реакции на болезни, вирусы, лекарства и токсичные вещества. Если ученым удастся раскрыть разделяющие нас мельчайшие генетические подробности, станет возможным оптимальное биомедицинское исследование и лечение каждого пациента. С помощью этой программы люди смогут узнать свою уникальную родословную, а историки и антропологи - изучить происхождение различных народов и причину возникновения многообразия мирового сообщества. Во время испытаний программа более, чем на 99 процентов показала точные результаты и безошибочно определила родословную сотен людей. В их число вошли представители генетически похожих (китайцы и японцы) и генетически сложных (пуэрториканцы) народностей, представляющих собой возможное переплетение родословной американских аборигенов, европейцев и африканцев.

"Когда мы сравнили полученные результаты с уже имеющимися данными, только один человек был неправильно идентифицирован. Его происхождение было где-то между китайским и японским", говорит Дринеас. Результаты пока предварительные, однако весьма обещающие. Группа сейчас работает над тем, чтобы протестировать программу на большем количестве людей. Помимо Дринеаса в разработке программного обеспечения участвовали ученые из Калифорнии, Пуэрто-Рико и Греции.

Комментарии: