Wyobraź sobie, że ludzie z Kansas i Kalifornii byli tak genetycznie różni od siebie, jak ktoś z Niemiec jest od kogoś z Japonii. Właśnie taki rodzaj niezwykłego zróżnicowania genetycznego naukowcy znaleźli teraz w Meksyku, dzięki pierwszemu drobiazgowemu badaniu zmienności genetycznej człowieka w tym kraju. Ta lokalna różnorodność może pomóc badaczom prześledzić historię różnych rdzennych populacji tego kraju i pomóc im w opracowaniu lepszych narzędzi diagnostycznych i metod leczenia dla ludzi pochodzenia meksykańskiego żyjących na całym świecie.
Zespół wykonał „ogromną pracę” tworząc „plan całej różnorodności genetycznej w Meksyku”, mówi Bogdan Pasaniuc, genetyk populacyjny z Uniwersytetu Kalifornijskiego (UC) w Los Angeles, który nie był zaangażowany w badania.
Meksyk zawiera 65 różnych rdzennych grup etnicznych, z których 20 jest reprezentowanych w badaniu, mówi Andrés Moreno-Estrada, genetyk populacyjny na Uniwersytecie Stanforda w Palo Alto, Kalifornia, i główny autor badania. Pracując z Carlosem Bustamante, innym genetykiem populacyjnym ze Stanford, zespół pobrał próbki genomów rdzennych populacji w całym Meksyku, od północnej pustyni Sonory po dżungle Chiapas na południu. Przez wieki życia tak daleko od siebie – często w izolacji z powodu łańcuchów górskich, rozległych pustyń lub innych barier geograficznych – populacje te rozwinęły genetyczne różnice między sobą, wyjaśnia Bustamante. Wiele z tych wariantów nazywa on „globalnie rzadkimi, ale lokalnie powszechnymi”. Oznacza to, że wariant genetyczny, który jest szeroko rozpowszechniony w jednej grupie etnicznej, takiej jak Majowie, może prawie nigdy nie występować u ludzi o innym pochodzeniu, np. u ludzi pochodzenia europejskiego. Gdyby badać genomy tylko Europejczyków, nigdy nie udałoby się wychwycić wariantu Majów. I to jest duży problem dla ludzi z pochodzeniem Majów, jeśli ten wariant zwiększa ich ryzyko choroby lub zmienia sposób, w jaki reagują na różne rodzaje leków. „Cała polityka jest lokalna, prawda? Co zaczynamy znajdować jest to, że wiele genetyki jest lokalne, zbyt,” Bustamante mówi.
Gdy zespół przeanalizował genomy 511 rdzennych osób z całego Meksyku, znaleźli uderzającą ilość różnorodności genetycznej. Najbardziej rozbieżne grupy rdzenne w Meksyku są tak różne od siebie, jak Europejczycy są od wschodnich Azjatów, raport online dzisiaj w Science. Różnorodność ta wynika z geografii samego Meksyku. Im dalej od siebie żyją grupy etniczne, tym bardziej różne okazują się być ich genomy.
Ale większość ludzi w Meksyku lub pochodzenia meksykańskiego w tych dniach nie są rdzenne, ale raczej mestizo, co oznacza, że mają mieszankę rdzennych, europejskich i afrykańskich rodowodów. Czy ich genomy również różnią się w zależności od tego, z jakiego regionu Meksyku pochodzą, czy też wszystkie te lokalne różnice zostały wygładzone przez wieki spotkań różnych grup, mieszania się i posiadania dzieci?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, zespół współpracował z meksykańskim Narodowym Instytutem Medycyny Genomowej, który zbierał dane genetyczne od Metysów przez wiele lat. Nieco zaskakująco, okazało się, że metysi w danej części Meksyku mieli tendencję do posiadania tych samych „rzadkich” wariantów genetycznych, co ich rdzenni sąsiedzi. Genomy Metysów „tak dobrze pasują do grup tubylczych, że mogliśmy wykorzystać różnorodność genetyczną Metysów do wnioskowania o przodkach” – mówi Pasaniuc. Silne genetyczne markery przodków Majów, na przykład, pojawiają się w genomach współczesnych ludzi żyjących na półwyspie Jukatan i w północnej części meksykańskiego wybrzeża Zatoki Perskiej we współczesnym stanie Veracruz, co prawdopodobnie odzwierciedla szlak handlowy lub migracyjny prekolumbijskich Majów. „To daje nam historyczne zrozumienie tego, co te populacje były do”, mówi Christopher Gignoux, postdoc w grupie Bustamante w Stanford.
Nawet ważniejsze są kliniczne implikacje badania. Aby ustalić, czy zmienność genetyczna w Meksyku może wpływać na ryzyko choroby i dokładność narzędzi diagnostycznych, Esteban Burchard, pulmonolog z UC San Francisco, przeanalizował, jak wspólna miara funkcji płuc pasuje do zmienności genetycznej Meksyku. Odkrył, że ludzie z wariantami genetycznymi występującymi na wschodzie kraju mieli inne wyniki testu wydolności płuc niż ludzie z wariantami z zachodu. Oznacza to, że lekarze prawdopodobnie nie powinni stosować tych samych kryteriów do diagnozowania chorób płuc w obu populacjach, mówi. „To, co wykazaliśmy, to fakt, że w zależności od rodzaju przodków rdzennych Amerykanów, które posiadasz, może to dramatycznie wpłynąć na diagnozę choroby płuc, w dobry lub zły sposób”, wyjaśnia Burchard.
Funkcja płuc jest tylko jednym z przykładów sposobów, w jakie drobnoziarnista zmienność genetyczna Meksyku może wpływać na chorobę i diagnozę, twierdzi zespół. Dla Bustamante, to bogactwo potencjalnych zastosowań klinicznych uczyniło badanie szczególnie ekscytującym, aby być częścią. „Wyjdźmy poza pytania, na których zwykle skupiamy się w genetyce populacyjnej i naprawdę spróbujmy zająć się tym, jak będziemy myśleć o tłumaczeniu tego” w sposób, z którego mogą skorzystać współcześni ludzie.
*Sprostowanie, 13 czerwca, 11:28: Meksyk zawiera 65 różnych rdzennych grup etnicznych, a nie 55, jak wcześniej podano. Zostało to poprawione.