با 27 میلیون اجداد بزرگترین تبار انسانی را ایجاد کنید!

در رفتن محققان موسسه داده های بزرگ دانشگاه آکسفورد گام بزرگی در جهت نقشه برداری کل رابطه ژنتیکی بین انسان ها برداشته اند که منجر به یک شجره نامه واحد شده است که اجداد همه ما انسان ها را نشان می دهد. این یک مطالعه جالب است که به مجله ارسال شده است. علوم پایه منتشر شده، نشان می دهد که این دودمان شامل 27 میلیون اجداد از نسل ما است.

به گفته فرارو، در دو دهه گذشته پیشرفت های قابل توجهی در تحقیقات ژنتیکی انسان مشاهده شده است که داده های ژنومی میلیون ها نفر از جمله هزاران انسان ماقبل تاریخ را تولید کرده است. این یک فرصت هیجان انگیز برای ترسیم نقشه کاملی از منشاء تنوع ژنتیکی انسان و نحوه تعامل مردم در سراسر جهان با یکدیگر است. تاکنون، چالش اصلی این رویکرد یافتن راهی برای ادغام توالی‌های ژنوم از پایگاه‌های داده مختلف و توسعه الگوریتم‌هایی برای مدیریت این حجم از داده‌ها بوده است. با این حال، روش جدیدی که امروز توسط محققان موسسه داده‌های بزرگ دانشگاه آکسفورد منتشر شد، می‌تواند به راحتی داده‌ها را از منابع و مقیاس‌های متعدد برای تنظیم توالی میلیون‌ها ژنوم ترکیب کند.

دکتر ایان وانگ، متخصص ژنتیک تکاملی در موسسه داده های بزرگ آکسفورد، توضیح می دهد: “ما اساساً در حال ساختن یک تبار بزرگ، یک شجره نامه برای کل بشریت هستیم، مسیر تاریخی تنوع ژنتیکی که امروزه در انسان ها پیدا می کنیم. نویسندگان برجسته این مطالعه. نمایش و مدل سازی دقیق آن. این شجره نامه به ما اجازه می دهد تا ببینیم که ترکیب ژنتیکی هر فرد چگونه با افراد دیگر در تمام قسمت های ژنوم مرتبط است. از آنجایی که تنها نواحی ژنومی تنها از یکی از والدین اعم از مادر یا پدر به ارث می رسد، نسب هر نقطه از ژنوم را می توان به عنوان یک درخت در نظر گرفت. مجموعه ای از شجره نامه ها به نام “آرایش درخت” یا “گراف اتحاد اجداد”. این مجموعه نقاط ژنتیکی را در طول زمان به نیاکانی که تنوع ژنتیکی برای اولین بار در آنها ظاهر شد، متصل می کند.

دکتر آنتونی وایلدر اونز، نویسنده اصلی این مطالعه که به عنوان بخشی از دوره دکترا در موسسه کلان داده آکسفورد انجام شده است، گفت: «اساسا، ما در حال بازسازی ژنوم اجداد خود هستیم.» Broad اکنون دارای تحقیقات پسا دکتری است. MIT و هاروارد ما هستیم و می خواهیم از آنها برای ایجاد شبکه گسترده تری از روابط استفاده کنیم. سپس می توان زمان و مکان این اجداد را تخمین زد. مزیت این رویکرد این است که فرضیات کمی در مورد داده های اساسی ایجاد می کند و حتی می تواند نمونه هایی از ادیان جدید و قدیمی را در خود جای دهد. این مطالعه داده‌های ژنوم انسان مدرن و باستان را از هشت پایگاه داده مختلف به هم مرتبط کرد و در مجموع 3609 توالی ژنوم فردی از 215 جمعیت را شامل شد. ژنوم های باستانی شامل نمونه هایی بود که در سرتاسر جهان یافت شده بودند که بیش از 1000 تا 100000 سال قدمت دارند. این الگوریتم نشان داد که اجداد مشترک انسان باید در کجای درختان تکاملی قرار گیرند تا الگوهای تنوع ژنتیکی را توضیح دهند. شبکه ایجاد شده توسط این الگوریتم حدود 27 میلیون نفر از اجداد ما را پوشش می دهد.

پس از گنجاندن داده‌های مکان در این ژنوم‌های نمونه، نویسندگان از یک شبکه برای تخمین زیستگاه پیش‌بینی‌شده اجدادی استفاده کردند. نتایج با موفقیت رویدادهای مهمی در تاریخ تکامل انسان از جمله مهاجرت به خارج از آفریقا را به تصویر می کشد. اگرچه نقشه شجره نامه در حال حاضر یک ابزار بسیار قدرتمند است، تیم تحقیقاتی قصد دارد با ترکیب داده های ژنتیکی موجود، آن را جامع تر کند. در واقع، از آنجایی که چیدمان های درختی داده ها را بسیار کارآمد ذخیره می کنند، مجموعه داده ها می توانند به راحتی میلیون ها ژنوم اضافی را ضبط کنند.

دکتر وانگ گفت: “این مطالعه راه را برای نسل بعدی توالی یابی DNA هموار می کند.” بهبود کیفیت توالی‌یابی ژنومی با نمونه‌های دی‌ان‌ای مدرن و باستانی، تبارشناسی را دقیق‌تر می‌کند و در نهایت می‌توانیم یک نقشه واحد تولید کنیم. “نقشه ای یکپارچه که کاهش همه تنوع ژنتیکی انسان را که امروز می بینیم را نشان می دهد.” دکتر ونس، دانشمند دیگری در آنجا افزود: در حالی که تمرکز این تحقیق بر روی انسان است، این روش می تواند برای بسیاری از موجودات، از اورانگوتان گرفته تا باکتری، معتبر باشد. “این رویکرد می تواند به ویژه در ژنتیک پزشکی و در جدا کردن رابطه واقعی بین مناطق ژنتیکی و بیماری ها از ارتباط نادرست تاریخ اجدادی مشترک ما مفید باشد.”

منبع: Science Daily

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو