До відома закарпатців: в УжНУ досліджують унікальність мешканців області на рівні геному

Ким були ваші предки? Навряд чи знайдеться людина, яку б не інтригувало це запитання. Про Закарпаття говорять як про унікальний регіон в культурно-етнічному сенсі.

Це – перше масштабне дослідження такого роду у регіоні. Над проєктом спільно працюють Ужгородський національний університет та філія в Сату-Маре університету ім. Васіле Голдіша з міста Арад, Румунія. Про це повідомив Перший.com.ua.

Науковці підкреслюють, що «Партнерство для геномних досліджень в Румунії та Україні» – це також крок до впровадження персоналізованої медицини, адже дані, отримані в ході дослідження, допоможуть  виявити поширені, рідкісні та ендемічні медично значимі мутації в етнічно різноманітній людській популяції прикордонного регіону Румунії та України. У ході проєкту має бути визначена послідовність ДНК 300 геномів людей по обидва боки українсько-румунського кордону. Все, що потрібно – кілька мілілітрів крові з вени. Зразки будуть знеособлені задля збереження конфіденційності кожного учасника.

Добровольцями можуть стати не будь-які мешканці місцевості, а лише корінні – ті, у яких всі бабусі і дідусі родом з одного населеного пункту. І хоча знайти таких нині важко, провідна дослідниця проєкту Христина Щубелка відзначає, що 90% зразків на цільових територіях Закарпатської області вже відібрано, і з них почали виділяти ДНК.

Задля реалізації проєкту Ужгородський національний університет обладнав лабораторію новим устаткуванням, закупленим за власні кошти закладу. Та частину обладнання, за словами дослідниці, ще лишається докупити.

Грантовий проєкт «Партнерство для геномних досліджень в Румунії та Україні» розпочався як ініціатива Спільної оперативної програми Румунія-Україна 2014-2020. Його фінансує Європейський Союз і частково – університети-учасники. Сума гранту для УжНУ складає 134 460 євро, а термін реалізації – до серпня 2021 року.

В рамках проєкту в Ужгородському університеті з 21 по 27 вересня проводиться міжнародний онлайн-семінар з геноміки та біоінформатики за участі фахівців з різних країн.

Географія і генетика

Серед них – один з провідних науковців, причетних до народження закарпатсько-румунського геномного проєкту. Тарас Олексик – доцент кафедри зоології УжНУ, професор Оклендського університету (США) та університету Пуерто-Рико. В середині 90-х професор Олексик вивчав генетичні наслідки ядерного забруднення в Чорнобилі, а потім працював у Національному інституті раку. Тоді почався проєкт «Геном людини».

Вчений пригадує: «Я був свідком цієї технологічної революції від початку, коли ми могли працювати тільки з невеликими шматочками генома – генами, частинами генів або лише маленькими мутаціями, дотепер, коли ми здатні працювати з цілими геномами і використовувати ряд інструментів, які можуть це зробити. Іноді ці інструменти такі великі, що займають частину кімнати (колись займали частину будівлі), а бувають маленькі пристрої, які можна майже потримати у руках». Закарпатський професор працював у багатьох міжнародних командах, які займались геномними дослідженнями, і констатує, що Східна Європа, зокрема і Карпатський регіон – біла пляма на генетичній мапі людства.

Як гени можуть пов’язувати вас із певною місцевістю? Вчений пояснює: людські популяції поширювалися по світу і поселялися у різних середовищах. Сам факт того, що вони жили далеко одне від одного, дозволив накопичити відмінності, які ставали характерними для того чи іншого регіону. Одна з перших зареєстрованих регіонально специфічних відмінностей – так званий «Duffy-0 алель», знайдений винятково у Африці. Він є еволюційною адаптацією до малярії. Послуговуючись багатьма такими маркерами на хромосомах, ви можете «приписати» індивіда до того чи іншого регіону або частини світу. Якщо у вас є багато алелів, які знаходять лише в Африці, ви, швидше за все, африканець.

Проте історія людства – не тільки історія розділення, це також історія змішування і об’єднання. Ми всі – один вид, змішуємося, одружуємося і народжуємо дітей. Що тоді стається? Хромосоми перемішуються в процесі кросинговеру, і геном стає свого роду «кольоровим візерунком». Кожен «колір» ідентифікує частину, з якої походить хромосома. Ми можемо ідентифікувати регіональне походження із хромосом, вивчаючи цю різноманітність.

Це стало дуже популярним. Почали вивчати відмінності між популяціями й те, наскільки різну спадковість вони мають. Деякі з цих відмінностей невидимі для ока, наприклад, толерантність до лактози. Багато з них не несуть і жодної інформації про здоров’я людини, але можуть бути корисними, щоб підтвердити наукову ідею, що ви можете подивитись на історію популяцій крізь призму їхніх генів.

Одне з важливих спостережень – те, що частота генетичних варіацій, як правило, змінюється поступово зі зміною місцевості. У Європі можна побачити поступову зміну типу генетичних маркерів – градієнт, який приходить з півдня на північ або зі сходу на захід. Це дуже стара ідея, що з’явилася у 1980-х, коли генетику вивчали, послуговуючись дуже небагатьма маркерами. Проте коли настала ера геноміки, то почали брати до уваги багато різних генетичних маркерів і цілі геноми – у деяких випадках до трьох мільйонів генетичних маркерів.

Одна з класичних праць, які вийшли на цю тему – «Гени віддзеркалюють географію у Європі», яка вийшла у «Nature» в 2008 році. Професор Олексик демонструє на комп’ютері мапу з цієї статті, яка показує генетичні розбіжності між людьми в Європі.

«Коли ви подивитеся на цей графік, то, якщо ви європеєць, ви не можете не побачити тут карту Європи. Це підтверджує, що відстань генетично віддаляє людей, а також те, що генетичні мапи віддзеркалюють географічні. Дивлячись на генетичну і географічну мапу, можна побачити однакову картину».

Заповнюючи прогалини

Науковець звертає увагу, що на цій карті відбір генетичних проб завершується у Східній Європі. У Британії, Німеччині й Італії щільність дуже висока, але Східна Європа виглядає як повний безлад.

Проєкт дослідження геному закарпатців і румунів був мотивований у тому числі особистою історією Тараса Олексика. Тестування показало, що його хромосоми мають наполовину східноєвропейське, наполовину балканське (румунське) походження. Це  підігріло його інтерес до Румунії як країни. Водночас у базі даних знайшлися відомості, що він має багато родичів у Словаччині, Польщі та Угорщині – але не східніше, що також здалося йому цікавим, оскільки результати вказували на східноєвропейсько-балканське коріння. «Якщо ви поглянете будь-куди на схід від Угорщини, Словаччини і Польщі, там немає зразків. Звідти немає інформації», – каже вчений. У світових геномних проєктах є величезна біла пляма, яка тягнеться крізь Центральну Африку і Східну Європу.

Ці «пустелі» на генетичній карті світу потрібно було оживити, адже без них картина виглядала щонайменше неповною. П’ять років тому професор Олексик запропонував зробити геномний проєкт у Росії і отримав фінансування від Російської академії наук. Результатом праці вчених стала публікація наукової роботи про варіації геному в Росії. Але щойно стаття вийшла у «Genomics», російський уряд закрив програму.

Та дослідники вирішили рухатися вперед і зробити альтернативний проєкт «Genome Ukraine», який був успішним. Були секвеновані геноми 97 осіб, які мешкали у різних регіонах України. До цього дослідження долучилися також науковці з УжНУ. У його ході були знайдені специфічні відмінності від мешканців інших країн Європи у розподілі генетичних варіацій, пов’язаних з хворобами. Наступним кроком і продовженням цього проєкту стане вивчення популяції у Карпатських горах з точки зору специфічного підходу – генетична мапа у контексті географії.

Для геномного проєкту у Великобританії зібрали 100 тисяч зразків. В українському було лише сто, а разом із закарпатським ця цифра подвоїться. Професор Олексик сподівається, що це піде на користь людям, які тут живуть, проте застерігає від використання знань у непрофільних цілях.

«Важливо розуміти, що наша генетика – наслідок міграції, змішування з іншими людьми, і ми поділяємо спільні генетичні компоненти з іншими європейськими популяціями. Вона може прояснити нашу історію, медичну і географічну. Але є одна річ, у якій я хочу переконати, щоб не заплутати людей. Етнічну групу не можна і не потрібно визначати генетично. Що, якщо румунську дитину всиновить українська родина? Ця людина стане українцем/українкою, а не румуном/румункою. Гени цього не визначають». Якщо коротко, етнос – це не про гени, а про самоусвідомлення.

Вчений зізнається, що починає боятися, щоб із популярного сприйняття геноміки не постала псевдонаука, яку він умовно називає «алгеноміка» (за аналогією хімія – алхімія). Класична філософія науки підказує, як уникнути такого повороту – маємо залишатися скептичними. Навіть щодо наших власних досліджень. 

Нагадаємо, що археологи відкопали одразу 27 стародавніх єгипетських саркофагів.