Nebula Library – Genetische Forschung erschließen

Nebel-Bibliothek

Stellen Sie sich Ihr Genom wie ein Orchester vor. Manchmal kommt der Klang von nur einem Instrument, einem begabten Solisten, der den Konzertsaal im Alleingang ausfüllt. Meistens ist die Musik jedoch eine Verschmelzung vieler verschiedener Instrumente, von denen jedes einen kleinen Beitrag zur Gesamtmelodie leistet. Die genetische Forschung versucht heute herauszufinden, wie ein Orchester von Genen verschiedene Merkmale bestimmt und wie Krankheiten auftreten, wenn dieses Orchester verstimmt ist.

Die rund 20.000 Gene des Genoms funktionieren auf ähnliche Weise. Ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Krankheit kann die Arbeit eines einzelnen Gens sein – zum Beispiel Blutgruppe und Mukoviszidose. Die häufigsten Krankheiten und Merkmale wie Herzerkrankungen, Diabetes, Körpergröße und Intelligenz sind jedoch das Ergebnis mehrerer Gene, die in Kombination funktionieren. Tatsächlich können Hunderte oder sogar Tausende von Genen zusammenarbeiten, wobei jedes einen geringen Einfluss auf die menschliche Biologie ausübt. Heute betreiben Wissenschaftler genetische Forschung, um diese polygenen Merkmale besser zu analysieren – dh welche Gene und genetischen Variationen (meist Einzelnukleotidpolymorphismen) tragen dazu bei und wie viel?

Nebelbibliothek – Genforschung freigeschaltet

Bei Nebula Genomics haben wir uns zum Ziel gesetzt, unseren Anwendern die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse zu liefern und ihre Bedeutung intuitiver zu erfassen. Wir freuen uns, den Start der Nebula Research Library bekannt zu geben – einer wöchentlich aktualisierten Sammlung personalisierter Berichte, die auf den neuesten genetischen Entdeckungen basieren. Die Nebula Research Library ist der Kern unserer Berichterstattung. Auf diese Weise bleiben Sie über die neuesten Entdeckungen in der Humangenomik und deren Beziehung zu Ihnen auf dem Laufenden. Heute umfasst die Nebula Library über 150 genomweite Assoziationsstudien (GWAS). Wir haben den Inhalt der Nebula Library in unserem Blog öffentlich zugänglich gemacht, um die Erforschung und Entdeckung von Inhalten zu erleichtern, die Sie interessieren.

In diesem Blog-Beitrag erklären wir, wie die Nebula Research Library verwendet wird, und verstehen die Ergebnisse der darin enthaltenen genomweiten Assoziationsstudien.

Genforschung erklärt

Abbildung 1 zeigt einen beispielhaften Bibliothekseintrag – eine genomweite Assoziationsstudie, in der die Genetik der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) untersucht wurde. Zunächst erhalten Sie den Titel eines Forschungsartikels sowie das Veröffentlichungsdatum, den Hauptautor sowie den Namen und das Veröffentlichungsjournal. Rechts neben dem Titel des Artikels finden Sie eine Schaltfläche zum Teilen, mit der Sie Ihre Ergebnisse per E-Mail oder in sozialen Medien teilen können. Unter dem Titel befinden sich Themen-Tags, mit denen Sie die Nebula Research Library nach verwandten Inhalten durchsuchen können.

Als nächstes geben wir eine Zusammenfassung der Studie zusammen mit einigen zusätzlichen Informationen, die für den untersuchten Zustand relevant sind. Im folgenden Studienbeispiel erklären wir, was ADHS ist, und geben einige Informationen darüber, wie die Studie durchgeführt wurde. Zum Beispiel die Anzahl der Studienteilnehmer und ihre ethnische Zugehörigkeit.

Polygene Scores

Für die meisten Studien berechnen wir zwei Zahlen. Die erste Zahl ist eine polygene Punktzahl. Es fasst die Wirkung aller genetischen Varianten zusammen, die in der Studie entdeckt wurden und in Ihrem Genom vorhanden sind. Die zweite Zahl ist ein Perzentil, das für den polygenen Score berechnet wird. Hier erfahren Sie, wie sich Ihr polygener Score im Vergleich zu den Scores anderer Nebula Genomics-Benutzer verhält.

1 zeigt einen polygenen Score für die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), der aus den in dieser Studie identifizierten ADHS-assoziierten Varianten berechnet wurde (EIN). Diese Punktzahl versetzt den Benutzer in das 97. Perzentil (B), was bedeutet, dass er einen höheren polygenen Score für ADHS hat als 97% unserer Benutzer.

Eine genetische Studie in der neuen Nebula Research Library.

Abbildung 1. Ein Eintrag in die neue Nebula Research Library.

Detaillierte genetische Informationen

Unterhalb des polygenen Scores finden Sie eine Tabelle mit genetischen Varianten. Die ersten beiden Spalten der Tabelle enthalten die Varianten-IDs und die Allele – Versionen einer Variante -, von denen festgestellt wurde, dass sie mit einem Merkmal oder einer Krankheit assoziiert sind, bei der es sich im Beispiel in Abbildung 1 (C) um ADHS handelt.

Als nächstes folgen drei Spalten, in denen die Größen, Häufigkeiten und die statistische Signifikanz der Alleleffekte der Assoziationen aufgeführt sind (D). Die Effektgrößen sind die Beiträge verschiedener Allele zum polygenen Score. Einige Allele haben positive Effektgrößen und erhöhen die Punktzahl (grün hervorgehoben), während andere Allele negative Effektgrößen haben und die Punktzahl verringern (blau hervorgehoben). Allele, die nicht in Ihrem Genom vorhanden sind, beeinflussen Ihren polygenen Score nicht (nicht hervorgehoben). Die nächste Spalte enthält Allelfrequenzen, die den Prozentsatz der Personen in der Bevölkerung angeben, die jedes der aufgelisteten Allele tragen. Wir zeigen auch statistische Signifikanz für jede der in einer Studie entdeckten Assoziationen. Diese Nummern werden aufgerufen p -Werte. Je kleiner die p -Wert, desto sicherer ist es, dass die entdeckte Assoziation zwischen einem Merkmal und einer genetischen Variante real ist.

Die letzte Spalte zeigt Ihren Genotyp – die beiden Allele, die Sie von Ihren Eltern geerbt haben – und eine geschätzte Genauigkeit unserer Vorhersage (E). Beachten Sie, dass wir diese Unsicherheit bei der Berechnung Ihrer polygenen Scores berücksichtigen. Wenn die Genauigkeit gering ist, wird der Beitrag zur polygenen Bewertung verringert.

Mit Vorsicht fortfahren

Wir möchten betonen, dass die von uns berechneten Scores nicht als genetische Risiko-Scores betrachtet und nicht zur Vorhersage des Risikos für die Entwicklung von Krankheiten verwendet werden sollten. Es gibt mehrere Einschränkungen.

Erstens beschreiben polygene Scores nur genetische Veranlagungen. Die Einflüsse von Umweltfaktoren wie Lebensstil werden nicht berücksichtigt. Zweitens ist die genetische Erblichkeit der meisten Merkmale und Krankheiten nach wie vor wenig bekannt. Die Studien in der Nebula Library listen nur die wichtigsten Assoziationen auf, die nur einen kleinen Bruchteil aller bestehenden Verbindungen zwischen Genetik und Merkmalen ausmachen. Die identifizierten Varianten sind auch nicht unbedingt die kausalen Varianten. Drittens untersuchten die meisten Studien genetische Daten von Personen europäischer Abstammung. Ob die gleichen Assoziationen in anderen Populationen existieren und für die Risikoprognose verwendet werden können, bleibt häufig eine offene Frage. Große Projekte zur Populationsgenomik wie die britische Biobank sind im Gange, um diese Frage zu beantworten.

Aus diesen Gründen ist die Nebula Research Library nicht für medizinische oder diagnostische Zwecke bestimmt. Gene sind nicht unbedingt Schicksal. Wenn Sie eine bestimmte Variante haben, die mit einer Krankheit in Ihrem Genom assoziiert ist, bedeutet dies nicht, dass Sie diese Krankheit entwickeln werden. Gleiches gilt für polygene Scores. Ein hoher polygener Score / Perzentil für eine bestimmte Krankheit bedeutet nicht unbedingt ein signifikant erhöhtes Krankheitsrisiko. Wie immer, wenn Sie Fragen zu Ihrer Gesundheit haben, wenden Sie sich bitte an einen Gesundheitsdienstleister.

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Berichte in der Nebula Library (August 2020)