Новини

21.01.2021
869

Тарас Олексик: "Досліджуючи український геном, ми знайшли понад 13 мільйонів генетичних варіантів"

Тарас Олексик: "Досліджуючи український геном, ми знайшли понад 13 мільйонів генетичних варіантів"

У січні в Ужгородському національному університеті презентували результати дослідження генетичного різноманіття українців (або, якщо коректніше — людської популяції на території сучасної України) — воно викликало справжній фурор! Адже досі Україна не була пріоритетною країною у вивченні геному.

Працювала над дослідженням група вчених з усього світу під керівництвом українця Тараса Олексика, генетика з Ужгорода, який нині працює в Оклендському університеті в США. Ексклюзивно для Укрінформу професор розповів про особливості цього дослідження. Власне, науковці вивчили генетичний матеріал сотні українців, що проживають на території протягом довгого часу і мають предків — жителів України у третьому коліні. Головний акцент дослідження — це те, що за відкритими генетичними даними тепер інші вчені можуть досліджувати і краще розуміти специфіку української популяції та покращувати якість життя українців, точніше діагностуючи хвороби та виробляючи ефективніші ліки. Утім, не менш цікаве дослідження геному українців історикам, що можуть відтепер більше дізнатися про походження нашої популяції.

Про вакцину від ковіду та ліки від раку для українців і про те, що говорять наші гени, відносно тих, з ким кохалися наші предки — в інтерв’ю з Тарасом Олексиком.

 

ДОСІ УКРАЇНА НЕ БУЛА ПРІОРИТЕТНОЮ КРАЇНОЮ У ДОСЛІДЖЕННЯХ ЛЮДСЬКОГО ГЕНОМУ

- Ваше дослідження зробило справжній фурор —  не лише в науковому товаристві, а й у суспільстві також. Все-таки знакова річ: геном українців нарешті став темою наукового вивчення, бо раніше Україна  не була частиною генетичних досліджень у світі. Хоча це найбільша країна Європи. Чому нас не вивчали?

- Так, Україна досі не була пріоритетною в дослідженнях людського геному. Чому? Тому що можливостей не було.

- Тобто — грошей не було? Науковців не було? Чи чого?

- Якраз основною метою нашого дослідження було створювати ці можливості для подальших геномних досліджень українців. По-перше, не було людей, котрі би цікавилися цією сферою на такому рівні, які розуміли би проблематику. Для подібного дослідження ми зібрали команду із 28 науковців із різних країн.

По-друге, гроші теж дуже важливі. У нашому випадку, ми вперше представили вибірку повних геномів з усієї території України. Повногеномні дослідження (на відміну від генотипування, звичайних сьогодні лабораторних досліджень невеликих фрагментів ДНК) дуже дорогі. 20 років тому був опублікований перший геном, The Human Genome Project, його кошторис був 3,5 мільярда доларів США. Астрономічна сума! На даний момент технологія подешевшала, і геном людини можна секвенувати (прочитати) менш ніж за $1000.

Оскільки у нашому дослідженні була майже сотня генетичних зразків, то можете собі уявити, як це вкладається у бюджет навіть такого, великого за українськими мірками, університету як Ужгородський Національний. Треба було домовлятися і використовувати персональні зв'язки з колегами по всьому науковому світу.

Ну і ще важлива річ — інфраструктура. Давно йдеться про те, аби відкрити в Ужгороді геномний центр, різні можливості для цього розглядалися, але центр наразі поки що лише будується. Також досі лишається проблемою те, що в Україні немає великих секвенаторів для геномних досліджень, деякі компанії їх уже пропонують, наприклад, Ilumina, але у них або немає гарантії якості, низька спроможність, або ціна послуги зависока, щоб серйозно сприймати їхні пропозиції. Це, звичайно, тимчасове явище, і коли попит на послуги збільшиться, кількість секвенаторів також збільшиться, а ціна буде падати. Але для цього треба, щоб наша наукова і медична спільнота зрозуміли, що геномні дані їм потрібні. На сьогодні ще немає критичної маси. Тому ми домовилися про співробітництво з колегами з BGI (Китай) та National Cancer Institute (США), де є секвенатори для наукових, а не комерційних проєктів.

 

ЩО СПІЛЬНОГО У ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ З МЕТОДОМ ПЛР?

- Секвенатор — це пристрій, на якому проводять ці генні дослідження?

- Так. Це технологічне відкриття, яке зробило для людства можливими повногеномні дослідження. Поясню за аналогією: винаходи таких технологій як каравела і компас, привели до того, що з'явилася географічна карта світу. Ці технології змінили світ. Сміливці цим скористалися, і, зокрема, Колумб доплив до Америки, а Магеллан вирушив у навколосвітню подорож.

Секвенатор винайшли всього кілька десятиліть тому (ідея з'явилася ще у 1970-х роках в Англії, a метод ПЛР, який зараз дуже популярний через пандемію, зробив секвенування набагато дешевшим і доступнішим у 1980-х).

Перший і найбільш надійний метод секвенування, власне, це прочитування всієї інформації на хромосомі за допомогою ПЛР. Цей процес був дуже дорогим на початках, це були, власне, просто ПЛР та електрофорез – спершу з радіоактивними маркерами, процес ішов важко, прочитувалися дуже маленькі фрагменти.

Але технологія поступово змінювалася і дешевшала – за аналогією: так як тепер подорож до Америки, котру Колумб – більш як 500 років тому – здійснив протягом 36 днів та страшною ціною, ми здійснюємо за кілька годин. Так і з секвенуванням: ми навчилися прочитувати всю послідовність ДНК організму за кілька годин.

Ідея прочитати ДНК людини виникла ще у 1990-х роках, і до часу її втілення пройшло 10 років, хоча прогнозували, що займе і всі 50, а коштувало це задоволення уряду США десь 3,8 мільярда доларів. Але перший прочитаний геном ми мали в публічному доступі в 2003 році, з цього почалася революція в науці. Розрахунки показують, що за десять років ця інвестиція повернула економіці $141 за кожен $1, вкладений у проєкт.

 

НЕ ЛЮБЛЮ ВИЗНАЧЕННЯ “РОЗШИФРУВАТИ ГЕНОМ”, ВОНО НЕПРАВИЛЬНЕ

- Тобто, виходить, що українці свій геном розшифрували через майже 20 років після того, як це зробив цивілізований світ?

- От не люблю я це визначення “розшифрувати геном”. Воно неправильне.

- Чому? Начебто саме так про це завжди й говорять: “Вчені розшифрували ДНК”.

- Та говорять, але знаєте – для того, щоб розшифрувати, треба знати, що там щось кимось зашифровано. Тобто хтось там щось заховав. Насправді, ми створюємо карти з невідомої до цього часу інформації – так само, як картографи в часи епохи великих географічних відкриттів. Так само для того, аби в повному обсязі зрозуміти інформацію, закодовану в геномі, його треба спочатку скласти у карту.

Спочатку геноми розбивають на маленькі фрагменти. Потім за допомогою секвенатора ці маленькі фрагменти читають, а потім за допомогою потужних комп'ютерів їх методично розкладають по довжині хромосоми. Тому геноми все ж складають, так само як і географічні карти, з великої суми індивідуальних вимірів, а не розшифровують.

Перший геном людини був складений в 2003 році, ми продовжуємо складати інші уже другий десяток років. І будемо це робити ще дуже довго, задокументовуючи відмінності між ними. Простіше кажучи, ми створюємо карту генетичної різноманітності світу, прочитуючи геноми, і що важливо — це карта контурна. Наші дослідження — це тільки обриси. А карту ще ж треба заповнити!

Тому ніхто з учених не вдягне на себе цю корону, сказавши: “Я розшифрував геном!”. Це би означало, що ти зрозумів – що цей геном робить, дослідив, де саме у нас знаходяться гени, що відповідають за конкретні функції людського організму і за те, коли та чому ці функції ламаються (тобто, хвороби). Я досліджую це 20 років і дотепер цього не знаю. Я досі наношу на цю контурну карту інформацію про генетичну різноманітність людей, так само як географ наносить на карту нові й невідомі до того країни, острови чи, там, протоки... Порівнюючи карти різноманітності геномів популяцій різних країн одні з одними, ми намагаємося зрозуміти, що саме ті відмінності означають.

- Тоді що ж дають ці дослідження?

- О, багато чого! Якщо в двох словах, ми показуємо генетичне різноманіття популяцій. От у дослідженні українського геному, вивчаючи зразки ДНК українців, ми знайшли понад 13 мільйонів генетичних варіантів, майже 500 тисяч із яких раніше були абсолютно нові й ніким не задокументовані. Тепер цими даними зможуть зайнятися інші науковці з різних сфер — від біології та медицини людини до історії та археології.

ГЕНОМУ УКРАЇНЦІВ” У ПРИНЦИПІ НЕ МОЖЕ БУТИ

- Та якщо конкретніше: що саме ця намальована вами геномна “контурна карта” України дає українцям?

- Ну, щоб розуміти — ми “з нуля” її не робили. Ми знаємо, якими приблизно є обриси цих 23 хромосом. Тому й назва статті за результатами дослідження не “Геном українців” — бо такого в принципі не може бути.

Ми всі люди, і геном окремої нації – це для чого? Щоб визначати, хто до неї належить, а хто ні? В 2012 році я опублікував статтю “Геном пуерториканського папуги (Amazona vittata)”, ну так от там біологічний вид відмінний від інших біологічних видів інших папуг, крокодилів, слонів і так далі. Українець — не біологічний вид, він представник виду Homo sapiens, тобто “людина розумна”, як і решта представників нашого виду на Землі.

Назва нашої статті «Геномна різноманітність в Україні» – тобто ми акцентували на геномній різноманітності українців, представляючи дані  про генетичні відмінності всередині популяції між українцями, та звертали увагу на генетичні відмінності від близьких і далеких сусідів, тобто інших представників нашого виду. Усе це для того, щоби продемонструвати, що ця популяція заслуговує на увагу науковців.

 

Ми прописали українців на генетичній карті світу

Тому конкретніше, використавши метафору, скажу так: ми доклали до загальної карти генетичного різноманіття людей усього світу свій суто український пазл.

- Тобто, ви, простіше кажучи, українців “прописали” на цій світовій карті, чи не так?

- Так, відтепер ми є частиною цього наукового процесу, який створює крок за кроком картину генетичної різноманітності світу. Тобто, карту різноманітності нашого виду на нашій планеті.

 

- Це дещо іміджева штука така, правда?

- Так, тому що ми таки поклали Україну на цей глобус. Ми, зокрема, виявилися там швидше за наших сусідів. І тепер картина світу буде більш повною.

Ну, а якщо без метафор — наше дослідження дуже важливе, насамперед, для того, щоби зрозуміти специфіку української популяції. В сенсі генетичних варіантів, важливих для діагностики, ризику хвороб та розробки методів лікування. Якщо б цього не було зроблено, то таку можливість мали б спочатку наші сусіди, а для нас у найкращому випадку робили б ліки на кшталт "щось приблизно таке саме". Це справа персоніфікованого підходу до лікування, тобто, дослівно, – справа життя людей.

Але разом із тим, аналізуючи коментарі навколо нашої роботи, можна сказати, що багато науковців візьмуться за наші дані насамперед, щоби досліджувати історію походження українців як популяції. Це зрозуміло: генетична історія свого народу є актуальним питанням для будь якої держави.

ГЕНЕТИЧНА КАРТИНА НАШОЇ ПОПУЛЯЦІЇ ВІДПОВІДАЄ ГЕОГРАФІЧНІЙ КАРТІ

- Тобто, інтерес до відкритих даних вашого дослідження буде більший саме з огляду вивчення наших відмінностей від сусідів, і очевидно, саме від північних? Намальована вами картина щось нам у цьому сенсі розказує?

- От ви від мене вимагаєте, як свого часу від Колумба, коли він повернувся з мандрівки, – золота! І він те золото від тубільців мусів везти. Але найбільша цінність його відкриття була таки не в золоті.

 

Ми інакші, маємо свої особливості, що відображені у різній частоті окремих генетичних варіантів

Оскільки ми зараз дали щодо українців цю контурну карту, яку ще треба розмалювати, я би утримався від заяви, що ми знайшли такий чи такий ген у нас, якого немає в сусідів. Порівняння з сусідніми популяціями в дослідженні ми зробили тільки для того, аби показати, що українська популяція має унікальну генетичну структуру! Ми інакші, маємо свої особливості, що відображені у різній частоті окремих генетичних варіантів. Тобто українці назагал мають трохи вищу частоту варіантів деяких форм раку, але меншу частоту інших форм, ніж, скажімо, інші народи Європи. У результаті, сумарна інформація про ці варіанти показує, що між двома українцями більше спільного, ніж між українцем й іспанцем, але іспанець і українець мають між собою більше спільного, ніж будь-хто з них має з китайцем. Тобто карта географічна і карта генетичної різноманітності, в цілому, збігаються. Але діагностичного «гену українця» не існує.

А от що ці відмінності означають і чому така особливість існує, далі треба досліджувати. Ми просто відкрили двері, створили можливість для подальших досліджень.

- Тобто, золото таки є?

- Звичайно є, хай починають шукати! Ми науково довели цими виявленими 13 мільйонами генетичних варіантів, що на генетичній карті Європи українці лежать окремо. І це було очікувано. Я розумію, що інтерес до генів у людей великий, а чули вони про геноми в основному, коли визначали походження. Це створює враження, що народи один від іншого повністю окремі, походять від одного засновника і одне з одним не кохаються.

Якщо подивитися на повну картину геному, то виявляється, що кохалися — багато і часто. Але оскільки раніше не було сучасних засобів транспорту, то кохалися, в основному, недалеко від місця народження. Таким чином маємо картину популяції, що відповідає географічній карті. Ті популяції, що на карті одне від одного живуть близько, генетично схожі, а ті що далеко – не так схожі. Тому якраз і потрібно вивчати усі популяції, не лише українську, для того, щоб знайти і зрозуміти вплив генетично важливих варіантів, котрі мають локальне значення.

 

ШЕВЧЕНКО ЗАКЛИКАВ КОХАТИСЯ НЕ З МОСКАЛЯМИ, А САМ БУВ “МОСКАЛЕМ”

- Щодо того, з ким українці кохалися і як це вплинуло на геном, не можу не спитати: то таки виконали нащадки заповіт Шевченка — і кохалися “не з москалями”?

- Кажучи “Кохайтеся, та не з москалями”, Шевченко мав на увазі не росіян, а людей, які поїхали в солдати і потім вернулися. Тому сам він був, за цим визначенням, “москалем”, бо був у солдатах і повернувся в Україну.

 

Для фармкомпаній, які виготовляють ліки, ми приблизно такі, як французи, але на 20% інакші...

- Цікаве прочитання Шевченка генетиками!

- Ну, я теж Тарас, це велика відповідальність (сміється). А якщо серйозно, щодо того, з ким кохалися українці й який це мало вплив на нашу популяцію, — через обмеження в пересуваннях кохалися українці переважно зі своїми, або в сусідньому селі, але, якщо жили близько з іншими народами (тобто, на прикордонні) — то й з іншими теж кохалися. Тому українці найподібніші з представниками тих народів, з котрими живуть по-сусідству. Й очевидно, що не буде великим сюрпризом, якщо визначать, що поляки ближчі західним українцям за французів чи іспанців, так само як і жителі південної частини Росії — північним українцям.

Тому, можливо, патріоти будуть дещо розчаровані. Однак, це дуже корисно для медиків! Тобто, для фармкомпаній ми приблизно такі, як французи, але на 20% інакші...

- Тому й ліки для нас потрібні “на 20% інакші”?

- Так. І досі було несправедливістю для нашого народу, виходить, бо в інших регіонах світу медицина йде вперед і базується на даних генетичних досліджень, а у нас не було з чим працювати. От зараз є.

ГЕНЕТИЧНА РІЗНОМАНІТНІСТЬ МІЖ УКРАЇНЦЯМИ МОЖЕ БУТИ БІЛЬШОЮ, НІЖ МІЖ БРИТАНЦЯМИ Й ІСПАНЦЯМИ

Але з іншого боку, майте на увазі, що нема такої речі як “геном українця”, бо українці також між собою різні! І навіть при тому, що ми брали для дослідження людей, котрі зголошувалися, що є українцями в третьому коліні і живуть на цій території, у нас різноманітність між українцями може бути більша, ніж між тими ж британцями та іспанцями!

- Тобто, від Сяну до Дону — це генетично різні українці?

- Так, власне.

- Згадався факт, котрий нам колись наводили на курсі історії України в університеті, – про чорні брови й карі очі і те, що це — неукраїнські гени в нашій популяції.

- Це якраз приклад такої от спекуляції на генах. Я вам скажу так: українець — це така людина, котра виросла в українському суспільстві, вважає українську мову рідною, навіть якщо розмовляє іншою, та має з нами спільні культурні відчуття. А зовсім не особа, що має ті чи інші генетичні ознаки. От у нас у дослідженні виявився один зразок, де людина зголосилася назватися українцем, народженим в Україні з предками до третього коліна. А генетична інформація виявилася ближчою до Іспанії. То що, зараз переконувати цю людину, що вона не українець?

ДОСЛІДЖУЮЧИ ВПЛИВ МЕДПРЕПАРАТІВ, НАС НЕ МОЖНА НАВІТЬ ПРИБЛИЗНО ДОПИСУВАТИ НІ ДО ПОЛЯКІВ, НІ ДО РОСІЯН

- Але разом із цим усім, ви в статті наголосили, що українці таки мають унікальну генетичну структуру. От у чому ми унікальні?

 

Ковід-вакцина має бути випробувана на фокус-групі українців перед масовим щепленням

- Знову ж таки, як у географії: у нас є Дніпро, а ні в кого більше нема. У всіх популяцій є щось унікальне. Ми наголосили на тому, що ми відрізняємося від популяцій у Східній Європі. Це означає, що коли роблять медичні дослідження якогось препарату та його впливу, то нас не можна навіть приблизно дописувати ні до поляків, ні до росіян. Нас треба вивчати окремо!

- Це стосується і всіх цих антиковідних вакцин, чи не так? І очевидно, що вакцина для українців потрібна своя, вивчена і протестована на українцях, а не на китайцях чи американцях, власне?

 

Росія – це взагалі окрема річ у сфері генних досліджень. Недарма вони свої дані засекретили

- Так! Ну, або ця вакцина має бути хоча б випробувана в Україні на фокус-групі перед тим, як нею будуть масово щепити населення. Не можна казати перед впровадженням масового щеплення якимось препаратом, що, якщо це працює в Росії чи в Англії, чи в Китаї, то воно працюватиме й в Україні. Якраз такі речі й залежать від генетики.

Хоча Росія – це взагалі окрема річ у сфері генних досліджень. Я ще до війни ініціював проєкт “Геном Росії”, потім вийшов із нього на знак протесту через події у Криму та на Донбасі. Проте росіяни по-іншому взагалі підійшли до вивчення цього питання. Якщо ми провели дослідження і всі дані виклали в доступ, так, як це роблять у цивілізованому світі, то росіяни провели таке дослідження – і всі свої дані засекретили.

- “Чтоб никто не догадался”, як казав герой старого фільму?

- Але це шкодить їм самим! Це різниця наших систем. Я роблю дослідження і видаю дані, аби потім наші українські науковці далі над цим працювали. А в Росії – ні, там будують інститут, вбухують мільярди доларів – і хай донька Путіна цим займається. А програють від цього звичайні люди, яким прописують «приблизні» методи діагностики й лікування.

КОМУ МИ ЦІКАВІ НАЙБІЛЬШЕ? САМІ СОБІ!

- Кажете, що відкриті дані вашого дослідження призведуть до того, що ліки для українців, зокрема, можуть стати якіснішими. Але ми така цікава країна, яка в цій сфері свого майже нічого не виробляє. Усі фармкомпанії, які працюють на нашому ринку, заїжджі, нам просто продають їхню продукцію.

- Ви праві. Але одночасно й ні. Бо хоча у нас в Україні немає можливостей та спеціалістів, але по всьому світу вистачає учених, яким це може бути цікаво. Мені вже подзвонили науковці з кількох груп і висловили зацікавленість – почати працювати з нашими даними. Просто раніше працювати не було з чим.

- А поясніть, кому ми цікаві?

- Ми цікаві найбільше самі собі. Чому я взявся за цю роботу? Бо не було такого дослідження про українців. Ніхто не робить, а робити треба. Я робив раніше такі дослідження в інших проєктах, зокрема досліджував пуерториканців. Пуерториканці так само почали після того, як дані виклали у відкритий доступ, робити багато відкриттів. Наприклад, торік, базуючись на геномних даних, ми знайшли абсолютно новий детермінант раку грудей у Пуерто Рико. Не було би цього відкритого ресурсу — не було би відкриття, а це справа життя і смерті людей.

Хоча там була ситуація, яка викликала науковий скандал. У якийсь момент, після дослідження геному пуерториканців, один із колег з університету провів уявний експеримент, щоб визначити, який із вже досліджених геномів людини є найкращий? Він узяв усі відомі геноми, повиправляв генетичні хвороботворні мутації в них на корисні — у нього вийшла так звана “ідеальна людина”. Потім він порівняв те, що отримав у теоретичному дослідженні, з реальною геномною картою світу — і вийшло, що саме пуерториканці найближчі до цієї картинки. Це був один із моїх зразків геному пуерториканців, і таким чином, той науковець оголосив, що ідеальними людьми на планеті є пуерториканці.

 

Ми всі є велика суміш давніх популяцій, які жили на цій території, – не гірші, не кращі, просто трохи інакші

- Уявляю масштаб скандалу!

- Скандал був величезний! Знаєте, расизму в нас і без генних досліджень вистачає на планеті. А тут іще всі одразу вирішили, що ідеальна людина — це Дженіфер Лопес. Я тоді написав статтю “Чому не може бути ідеальної людини?”  і пояснив, чому генетичним дослідженням треба уникати таких от моментів зі словами “ідеальний”. Це призводить до спекуляцій на тему, який народ кращий.

От у нас часто кажуть: я живу на своїй Богом даній землі. Ну, хто тобі цю землю дав? Але ж на цій Богом даній землі живуть і кримські татари, і гагаузи, й угорці — от із ними що робити? Ми всі є велика суміш давніх популяцій, які жили на цій території, – не гірші, не кращі, просто трохи інакші.

Я зараз скажу одну річ, дуже важливу. Багато людей в Україні вивчають так звані мітохондріальні гаплотипи, це стосується такого поняття, як мітохондріальна Єва...

- Це щось про пошуки Першоматері?

- Певною мірою. Створюється така ілюзія, що всі народи від матері до матері походять по одній лінії. Це неправда! Ми не ходили по одній лінії. Наш вид людини навіть з неандертальцями кохався свого часу, і наслідки цього досі є в наших генах. А крізь Україну свого часу проходили половці, гуни, готи, хазари, монголи, всіх і не перерахуєш…

 

Завдяки аналізу геномних даних, історія буде відкриватися по-іншому. Адже маємо нове, об’єктивне першоджерело

- Востаннє, власне, німці та росіяни...

- І те, що залишилося в геномі українців сьогодні, є наслідком усіх цих процесів! Різні люди додавали свої вкраплення до картини нашої різноманітності. Нам цю картину треба знати і розуміти, чому так і до чого це приводить. Але не для того, щоб казати, що у нас є ідеальна людина в популяції, а у вас нема.

До речі, ми вже отримали багато коментарів з приводу нашого дослідження в інтернеті на кшталт “а ген глупости вы уже нашли у себя?” чи, там, «ген підлабузництва американській системі”. Насправді, треба розуміти, що українець від росіянина відрізняється паспортом, а не геномом. Може бути людина з ідеальним геномом українця, але в душі — затятий путініст. От є потомки запорозьких козаків на Кубані, які воюють проти України.

Хоча я не виключаю, що, зрештою, завдяки аналізу геномних даних, історія буде відкриватися по-іншому! Тому що історію завжди пишуть переможці, а нащадки вивчають те, що написано. А тут маємо об’єктивну інформацію — картину, написану без політичної цензури. Можна навіть сказати – нове першоджерело. Це, в принципі, буде дуже цікаво, тому слідкуватимемо – що було в історії насправді, а що вигадано.

Тетяна Когутич
       Укрінформ

Категорії: