10,000 個のゲノムの配列決定により自閉症や骨粗鬆症の原因が解明される

統合失調症、自閉症、骨粗鬆症などの病気に罹患する人がいるのはなぜですか?科学界は何年にもわたって人間の DNA にその答えを求めてきましたが、2010 年以降英国でもこの課題を推進しています。10,000ゲノムプロジェクトの立ち上げにより、*ウェルカム トラスト サンガー研究所* の研究者たちは、希少な遺伝的変異の特定に着手しました。これらの病気に関連しています。 10,000人のゲノムを分析することで、非常にまれに発生する突然変異を特定することが可能になりました。

2003 年のヒトゲノム計画の完了は、個別化医療の到来を示しました。特定の病状の発症に寄与する遺伝的危険因子を特定し、DNAに基づいて治療法を適応させることができる医薬品。

12 年後、科学者たちは、特に肥満、自閉症、骨粗鬆症、統合失調症などの複雑な病気*の場合、当時考えられていたほど単純なことはないと考えています。これが、この取り組みが単一の個人の DNA ではなく、より多くの情報を提供できる 10,000 個のゲノムの配列を分析した理由です。

彼らは2,400万の希少な遺伝的変異を特定します

Nature* に 3 つの論文を掲載したことで、ニコール・ソランゾのチームは、肥満、自閉症、骨粗鬆症または統合失調症。さらに科学者らは、血圧やコレステロール値など、健康な患者の64の危険因子を研究した。

彼らの結果は、健康な人と病気に罹患している人を含む 3,781 人のゲノムと 5,182 人のエクソーム(タンパク質をコードするゲノムの領域) の配列決定のおかげで可能になりました。発見された変異を、 1000 ゲノム プロジェクトやオランダのゲノム (GoNL)などの他の大規模な取り組みで見つかった変異と比較することにより、研究者らは、最初の図で示されているように、非常に一般的な疾患の背後にある希少な遺伝的変異をより深く特徴付けることができました。 *Nature* に論文が掲載されました。

現在、完全ゲノム配列決定(WGS) は、患者の DNA に発生する変化を特定するのに役立ち、それによって特定の病状の出現を説明できます。しかし、その応用は、稀なまたは頻度の低い遺伝的変異に関連した表現型関係（個人の目に見える特徴）を研究することには依然として「禁止されている」。

複雑な疾患の研究には、非常に多くの患者サンプルのゲノム解析が必要です。これが、研究者がゲノム全体にわたる遺伝的変異を解析できるゲノムワイド関連研究(GWAS) に依存する理由です。 DNA の特定の変化を観察可能な形質の発現と関連付けます。

両方のタイプの研究 (WGS と GWAS) を組み合わせることで、肥満、自閉症、統合失調症、家族性高コレステロール血症、コロボーマなどの問題に関連する稀な、またはまれな遺伝的変異を特定するのに役立ちました。ニコール・ソランゾ氏が説明するように、「10,000 ゲノムプロジェクトは、幅広い疾患における稀なまたは珍しい突然変異の役割を理解するのに重要な貢献をしました。」

その意味で、ウェルカム・トラスト・サンガー研究所の科学者は、「1万ゲノム構想は、希少疾患の場合には数千人の配列を解読する価値がより高いことも示している」と指摘している。それどころか、「より複雑な病理や形質の研究には、より大量のサンプルが必要となるため、この研究の結論は将来の研究の基礎となるでしょう。」

骨の遺伝学

科学者のリチャード・ダービンによれば、10,000 個のゲノムの配列を解析する重要性は、「遺伝子発見の解像度を高める」ことにあります。彼らの結論により、私たちは遺伝的変異、特に稀な、またはまれな変異のより詳細なカタログにアクセスできるようになり、「表現型形質に対する遺伝的影響についての理解をさらに深める」ことができます。

この研究の実際的な応用例の 1 つは、骨粗鬆症の研究に焦点を当てています。この病気は特に 65 歳以上の女性が罹患し、骨密度が低下して骨がもろくなり、その結果骨折しやすくなるのが特徴です。英国の 10,000 ゲノム プロジェクトのおかげで、研究者たちはこの疾患に関連する稀な遺伝的変異を特定することができました。

この変異は、 EN1として知られる遺伝子近くの非コード領域に位置しています。 *Nature に掲載された結果によると、この DNA の変化は、頻度が低いにもかかわらず、他の遺伝的変異で観察されるものよりも骨密度に 4 倍大きな影響を及ぼします。このように、多数の個人のゲノム研究は、めったに発生しないにもかかわらず、特定の疾患の発症に重要な役割を果たす可能性がある突然変異を解明するのに役立ちます。

Nature Communications* に掲載された最新の論文は、3,781 人の参加者の DNA 配列決定から得られたデータを使用して参照パネルを作成するのに役立ちました。科学者らによると、これら1万個のゲノムを分析することで、特定の形質を生み出す「遺伝子構造」や、肥満、骨粗鬆症、自閉症などの病気の出現における危険因子として機能する「遺伝子構造」に関する知識が向上するという。