Ujawnienie mechanizmów mutagenezy
Mutacje to zmiany w sekwencji DNA występujące w formie dodatków, usunięć lub substytucji zasad. Pomimo tego, że mutacje stanowią źródło genetycznych zmian i ewolucji u naturalnych populacji, mogą one wywoływać ludzkie choroby genetyczne. Nadmiar danych dotyczących sekwencjonowania, dostępnych w ramach różnych badań prowadzonych na zdrowych i nowotworowych próbkach skłonił naukowców uczestniczących w finansowanym ze środków UE projekcie HUMVAR ("Human variation: Causes, patterns and consequences") do zbadania procesu mutagenezy. W tym celu przeprowadzili oni analizę bioinformatyczną setek ludzkich genomów poddanych ponownie sekwencjonowaniu. Metoda ta ułatwiła badanie mutacji w ich naturalnym środowisku genomicznym oraz w skali obejmującej cały genom. Kluczowym celem było zrozumienie przyczyn, dla których wskaźniki mutacji wahają się dla różnych genetycznych loci oraz ocena tego, czy jest to zjawisko specyficzne dla regionu chromosomu. W tym celu cały genom został podzielony na segmenty, z których każdy scharakteryzowano za pomocą specyficznego profilu mutacji. Następnie segmenty te zostały zbadane pod kątem występowania pewnych cech krajobrazu genomicznego, a wpływ różnych procesów biochemicznych na mutagenezę poddano ocenie. Wyniki pokazały, że mutacje nagromadzone w regionach ludzkiego genomu ewoluujących neutralnie przez miliony lat cechują profile podobne do niedawno wydzielonych mutacji. Ponadto wykryto, że wskaźniki mutacji dyktują genomiczną lokalizację genów i niekodujące cechy funkcjonalne. Bioinformatyczna analiza porównawcza na tle innych genomów ssaków umożliwiła naukowcom obserwowanie ewolucyjnej historii chromosomów naczelnych. W ramach projektu badawczego HUMVAR opracowano również narzędzia do badań genomu i analizy statystycznej, które mogłyby zostać wykorzystane w przyszłych badaniach. Dzięki rozszyfrowaniu związku zachodzącego między podwyższonymi wskaźnikami mutacji, a występowaniem konkretnych cech genomicznych, wyniki przeprowadzonych prac poprawiły nasze zrozumienie ogólnego procesu mutagenezy.
