Геном новорожденного секвенировали для таргетного анализа за три часа с помощью технологии Oxford Nanopore

Крейг Вентер умер 29 апреля 2026 года, сообщил медиацентр основанного им Института Джона Крейга Вентера (JCVI). Смерть наступила после госпитализации из-за побочных эффектов лечения недавно диагностированного рака. Доктор Вентер был яркой личностью и часто оказывался в центре внимания, не всегда доброжелательного. Большинство его достижений связано с внедрением в молекулярную биологию новых технологий секвенирования и новых подходов к применению геномных данных.

С 1984 года он работал в Национальных институтах здравоохранения США, позднее прославился как «конкурент» международного проекта «Геном человека». Крейг Вентер и Гамильтон Смит в Институте геномных исследований (TIGR) возглавили работу по секвенированию первого полного генома организма — бактерии Haemophilus influenzae (1995). Компания Celera, первым президентом которой был Крейг Вентер, использовала технологию шотган-секвенирования, что позволило получить черновой вариант человеческого генома в более короткое время и за гораздо более низкую цену, чем удалось проекту «Геном человека». Также они с коллегами получили первый высококачественный диплоидный геном Homo sapiens (самого Вентера).

Крейг Вентер был соучредителем компаний Synthetic Genomics, Human Longevity и, совсем недавно, Diploid Genomics.

Synthetic Genomics разрабатывала модифицированные микроорганизмы для производства различных продуктов, включая биотопливо. С этим направлением было связано создание первой жизнеспособной бактериальной клетки, управляемой синтетическим геномом (2010, 2016). Вентер в 2018 году покинул компанию, но работа по совершенствованию синтетической клетки продолжается.

В 2004 году стартовала кругосветная экспедиция для отбора микробиологических проб из океана на яхте Крейга Вентера Sorcerer II. Методами метагеномики он и его коллеги открыли миллионы новых генов и белков, включая белки, принадлежащие к новым семействам.

В 2014 году Вентер вместе с основателем премии X-Prize Питером Диамандисом и предпринимателем Робертом Харири объявили о создании компании Human Longevity, занимающейся продлением высокоэффективной жизни человека. С поста ее председателя и генерального директора он тоже ушел в 2018 году, чтобы уделять больше внимания работе в JCVI, а также парусному спорту и пилотированию своего самолета.

Внутренние маниоты — изолированная популяция, обитатели Внутреннего (Deep/Mesa/Inner) Мани, греческого полуострова, обладают уникальными диалектом и культурой. Считается, что из-за географических и культурных особенностей их почти не затронуло Великое переселение народов, навсегда изменившее демографию Балкан. Авторы статьи в Communications Biology секвенировали геномы 102 маниотов, чтобы подтвердить или опровергнуть информацию об их генетической изолированности.

Действительно, анализ Y-хромосом маниотов поддерживает гипотезу об их прямом происхождении от жителей Греции бронзового века. Геномы жителей материковой Греции обычно демонстрируют явные признаки смешения с другими группами, такими как славяне, чего в этом случае не наблюдается. Однако анализ мтДНК показал иную картину, свидетельствуя о генетическом вкладе женщин Средиземноморья, Европы и Африки в генофонд маниотов.

Более половины мужчин из маниотов являются потомками одного мужчины, жившего в седьмом веке. Вероятно, в это время предки маниотов пережили катастрофический демографический коллапс на фоне вторжений, болезней и экономических потрясений на большей части территории Греции того времени.

Одна из распространенных легенд гласит, что маниоты произошли от древних спартанцев, но исследователи считают, что новые данные не могут подтвердить эту информацию. По их словам, ДНК древних спартанцев еще не была окончательно идентифицирована, поэтому нет возможности сравнить с ними геномы современных маниотов.

Международная группа ученых секвенировала геномы 390 трио «родители-потомок» для собак 43 пород. Исследования в формате трио применяются в медицинской генетике человека для поиска мутаций de novo, которых нет в геномах родителей, — мутаций, возникающих в сперматозоиде, яйцеклетке или в эмбрионе вскоре после зачатия.

В среднем у одного щенка появляется несколько десятков таких мутаций (4,89 × 10⁻⁹ на пару оснований). Возраст отца увеличивал количество новых мутаций у щенков, причем быстрее, чем это было показано у людей. (Самцы собак накапливают в 1,5 раза больше мутаций в сперме за год после полового созревания, чем люди.) Материнский эффект также наблюдался, хотя и менее выраженный.

Крупные породы, по-видимому, накапливали больше ранних мутаций, однако у мелких пород число мутаций быстрее увеличивалось с возрастом. Общее число мутаций de novo на поколение было сходным у разных пород, независимо от того, насколько интенсивным был отбор при разведении.

Интересно, что у собак, в отличие от человека, количество новых мутаций было повышено в регуляторных участках генов, известных как CpG-островки. Причиной может быть отсутствие у псовых функционального гена PRDM9, продукт которого регулирует генетическую рекомбинацию в мейозе при образовании половых клеток у людей и других млекопитающих.

У одной собаки (чистокровная бордер-колли) было выявлено на порядок больше мутаций, чем в норме; большинство из них возникло у матери. Вероятно, это было связано с временным нарушением репарации ДНК в ходе развития яйцеклетки. Подобные явления известны и у людей. Гипермутировавшая собака, как и ее родители, прожила достаточно долго (14 лет).

Данные о скорости накопления мутаций de novo у собак важны для изучения эволюционной истории собак и волков; по оценкам авторов, собаки отделились от волков 23 000–30 000 лет назад. (В работе 2019 года давалась оценка 25 000–33 000 лет назад). Эти данные также стоит учитывать заводчикам.

Зарегистрироваться

Реклама. Рекламодатель ООО «Скайджин» ИНН 7705997147

Прямохождение — одна из важных отличительных черт человека. Однако процесс его появления в эволюции оставался загадкой. Теперь же авторы статьи в Nature описали ключевые генетические изменения, которые повлияли на строение человеческого таза и закрепили у предков человека способность к прямохождению.

Таз часто называют ключевым элементом вертикальной локомоции — его строение сильно изменилось у человека по сравнению с другими млекопитающими, чтобы обеспечить возможность перемещаться на двух ногах. Ученые совместили гистологические исследования, трехмерную визуализацию методом компьютерной томографии, а также сравнительную и функциональную геномику, чтобы охарактеризовать основные морфогенетические изменения человеческого таза.

Для анализа они использовали редкую коллекцию тканей таза на разных стадиях внутриутробного развития — в нее входили образцы, полученные от человека, нечеловекообразных приматов и мышей. Исследователи обнаружили, что хрящевая пластинка роста в подвздошной кости человека значительно смещена — ее положение перпендикулярно той плоскости, в которой она лежит у других приматов и мыши. При этом само окостенение начинается сзади и проходит по внешней поверхности, а также протекает медленнее, чем у других приматов. Это означает, что подвздошный хрящ растет по горизонтальной передне-задней оси, в результате чего таз у человека шире, короче и более округлый.

В основе выявленных особенностей лежат регуляторные изменения в объединенном пути, который затрагивает хондроциты, перихондральные элементы и остеобласты и включает сложные иерархические взаимодействия между SOX9-ZNF521-PTH1R и RUNX2-FOXP1/2. Исследователи сообщают, что в ходе развития таза активируются уникальные для человека участки генома — HAR (human-accelerated regions), которые эволюционировали у человека быстрее, чем у других видов. Предположительно именно они сыграли роль в изменениях регуляции, которые обеспечивают строение таза человека.