Forskere kortlægger danskernes genetiske arvemateriale – Københavns Universitet

sund.ku.dk > Nyheder > 2017 > Forskere kortlægger da...

27. juli 2017

Forskere kortlægger danskernes genetiske arvemateriale

Genforskning

Et stort skridt på vejen mod behandling og forebyggelse af genetisk betingede sygdomme som fedme, type 2 diabetes og hjertekarsygdomme er netop blevet taget i et nyt forskningsprojekt. Et konsortium af danske forskere fra hele landet har nemlig kortlagt den danske befolknings genetiske sammensætning.

Forskningsprojektet GenomeDenmark er i et nyt studie nået frem til det første katalog af sin slags over den gennemsnitlige danskers genetiske sammensætning. Kataloget over arvematerialet i befolkningen kan i fremtiden bruges til at afsløre genvariationer, der fører til genetisk betingede sygdomme.

Studiet er netop blevet offentliggjort i det toneangivende, naturvidenskabelige tidsskrift Nature og er et samarbejde mellem Københavns Universitet, Danmarks Tekniske Universitet, Aarhus Universitet og virksomheden BGI Europe. Det kortlægger 150 udvalgte danskeres genetiske arvemateriale. Det skal nu bruges som et udtryk for den gennemsnitlige danske genetiske arvemasse – det, der bliver kaldt et nyt dansk ”referencegenom”.


Faktaboks

Et referencegenom er en slags gennemsnits-genom bestående af DNA-information fra mange personer, der kommer fra samme geografiske område. To personer, hvis familier i generationer har levet i Danmark, forventes at have større fællestræk i deres DNA, end to personer der kommer fra områder der ligger meget langt fra hinanden.

Kilde: GenomeDenmark

Øget forståelse af sygdommes arvelighed
Dette referencepunkt for den normale befolkning, kan man bruge til at holde andre resultater op i mod. Undersøger man for eksempel det genetiske arvemateriale hos personer med en given sygdom, kan man nu udelukke mange genvariationer fra at være skyld i sygdommen, hvis man kan se, at de er meget normale i befolkningen. I stedet giver det mulighed for at fokusere på de genvariationer, der muligvis er skyld i den pågældende sygdom.

”Vi vil rigtig gerne finde ud af, hvilke mønstre i folks arvemateriale, der relaterer sig til sygdom. Men først er vi nødt til at forstå, hvad der er normale og ufarlige mønstre eller variationer i vores DNA. Det har vi fået med dette studie, og det baner vejen for studier af arvemassen hos bestemte sygdomsgrupper,” siger en af hovedforfatterne til studiet og professor på The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research på Københavns Universitet og på DTU Bioinformatics, Søren Brunak.

Giver vigtig ny viden om sjældne genvariationer i de store folkesygdomme
Det nye danske referencegenom er afgørende for at kunne kortlægge betydningen af de mere sjældne genvariationer bag for eksempel fedme, type 2 diabetes, hjertekarsygdomme og andre folkesygdomme blandt danskerne. Det forklarer en anden af initiativtagerne til GenomeDenmark projektet, professor Oluf Borbye Pedersen fra Novo Nordisk Fondens Metabolismecenter.

”Med de chip-baserede metoder, som vi i Novo Nordisk Fondens Metabolismecenter i de senere år har brugt i genetiske studier af livsstilssygdomme, har vi været i stand til at identificere sårbarhedsvariationer i genomet, som forekommer hos mere end fem procent af befolkningen. Disse hyppigt forekommende variationer forklarer imidlertid kun få procent af det arvelige bidrag til disse folkesygdomme,” siger han.

”Det nye danske genatlas giver os en enestående mulighed for at mangedoble antallet af genmarkører hos hver enkelt person, vi undersøger. Ligesom det muliggør, at vi får kendskab til de mere sjældne sygdomsfremkaldende mutationer ved type 2 diabetes, fedme og åreforkalkningssygdomme. Netop de mere sjældne mutationer antages at have større betydning for opståen af sygdom end de hyppige,” uddyber han.

”Desuden bliver det virkeligt spændende og rigtigt udfordrende at analysere, hvilken betydning de mere komplekse genvariationer – både manglende DNA-dele og ekstra DNA-dele – har for sygdomsrisiko. Referencegenomet indeholder netop en masse oplysninger om komplekse danske genvariationer, en spritny viden,” afslutter professor Oluf Borbye Pedersen.  

Forskellige lande, forskellige arvemasser
Tidligere har man kunne bruge internationale referencegenomer, men dette er det første danske af slagsen. Det er vigtigt at få lavet et dansk, fordi genetiske variationer fra et internationalt referencepunkt og til danske genomer kan skyldes det faktum, at de er danske, forklarer professor Søren Brunak.

”Der er masser af variationer i genomet, som kun findes hos danskere eller skandinavere, men som måske ikke er særligt hyppige i Spanien. Og derfor kunne man blive foranlediget til at tro, at de variationer kunne have noget med sygdom at gøre, hvis man ikke havde et dansk referencegenom,” siger han.

Dybere analyse end normalt
Studiet er lavet ud fra genetisk arvemateriale fra 150 personer. Man har udvalgt 50 fædre, mødre og børn fra biobanken Den Københavnske Familiebank, der blev stiftet i 1970’erne af lektor Hans Eiberg fra Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet, der også er medforfatter på studiet.

De 150 personer er udvalgt til at afspejle befolkningssammensætningen, blandt andet når det gælder højde og blodtype. 


Faktaboks

Sekventering er en teknologi, der viser hvordan organismers arvemateriale (det genetiske materiale) er opbygget. Arvematerialet består for de fleste organismer af meget lange molekyler af stoffet DNA (Deoxyribonukleinsyre). DNA er underopdelt i gener, der kan anskueliggøres som lange strenge af genetiske bogstaver i en bestemt rækkefølge. Rækkefølgen af disse genetiske bogstaver er med til at bestemme den enkelte organismes udvikling, udseende og respons på fx det ydre miljø og sygdom. Sekventering viser opbygningen af arvematerialet ved at læse rækkefølgen af de genetiske bogstaver i DNA et bogstav af gangen. Sekventering kan (via ekstra metoder) også bruges til at analysere organismers udtryk af RNA, der giver indblik i bestemte geners aktivitet på et bestemt tidspunkt.

 

Kilde: GenomeDenmark

Arvematerialet er derefter analyseret dybdegående gennem sekventering, hvor man groft sagt klipper DNA i stykker og aflæser rækkefølgen eller sekvensen af nukleotiderne i DNA-strengen. I dette studie har man i gennemsnit sekventeret hvert nukleotid i 78 gange. Det giver studiet meget mere sikrere konklusioner, end man ellers ville have haft.

Vigtig genetik bag immunsystemet kortlagt
Denne grundighed har også kastet nye opdagelser af sig. For eksempel har man kortlagt hidtil ukendte områder af det genetiske arvemateriale hos mennesker.

”Vi har kunne kortlægge 100 nye komplette MHC-haplotyper, der er enormt vigtige for immunsystemet hos os mennesker. Før var der kortlagt to af denne kvalitet, og derfor har vi nu ny viden om genetikken bag vores forskellige immunsystemer,” fortæller Søren Brunak.

Læs mere om forskningsprojektet hos GenomeDenmark eller selve den videnskabelige artikel Sequencing and de novo assembly of 150 genomes from Denmark as a population reference”