Første del af danskernes arvemasse er kortlagt

En stort skridt er nået for forskningsprojektet GenomeDenmark, som skal kortlægge danskernes arvemasse.

Forskerne bag projektet har netop kortlagt 30 danskeres fulde arvemasse, og det er sket med en grundighed og detaljeringsgrad, som er unik på verdensplan.

»Vi har taget 30 danske individer og kortlagt deres arvemasse ned til mindste detalje. Vi har simpelthen samlet deres genomer helt fra bunden, og det er kun blevet gjort på ganske få andre mennesker på verdensplan,« forklarer Simon Rasmussen, som er lektor på Danmarks Tekniske Universitet.

Han forklarer, at kortet over danskernes arvemasse skal fungere som et værktøj for genforskere, og i sidste ende er håbet, at det kan føre til bedre behandling og forebyggelse af sygdomme.

Danskeres arvemasse forskellig fra tyskeres

Det skal blandt andet ske ved at opbygge et såkaldt reference-genom – en slags opslagsværk, som forskerne kan slå op i for at se, hvordan den gennemsnitlige danskers genom er opbygget.

Et genom er en persons fuldstændige arvemasse – det indeholder blandt andet vores gener, men generne udgør kun en del af arvemassen.

Det kan måske lyde mærkeligt, at der skulle findes et særligt genom for folk, som bor inden for Danmarks grænser, men Simon Rasmussen forklarer, at man genetisk set sagtens kan se forskel på befolkningen i eksempelvis Danmark og Tyskland, selvom vi er nabolande.

»Lokale befolkningsgrupper har indtil for nylig været meget geografisk bundet til det sted, hvor de var født og opvokset. Hvis vi går tilbage i tiden, var der nogen, som aldrig kom længere væk end nærmeste landsby.«

»Det betyder, at man gifter sig og får børn med folk fra det lokale område. Derfor kan vi over hele verden se, at der er genvarianter, som er særlige for tyskere, japanere, kinesere, russere og så videre,« forklarer Simon Rasmussen.

Hollænder: Høj kvalitet på dansk undersøgelse

GenomeDenmark er i færd med at opbygge det danske referencegenom ud fra kortlægningen af 150 menneskers arvemasse, men kortlægningen af de første 30 personer netop publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

I Holland har forskere allerede opbygget et referencegenom for hollændere ud fra kortlægningen af hele 750 hollænderes arvemasse.

Men kvaliteten af de enkelte genomkortlægninger i det danske projekt er langt bedre end i det hollandske, fortæller den hollandske genetikprofessor og forskningsleder Cisca Wijmenga.

»I det danske projekt har de brugt nogle meget komplicerede og præcise metoder, og det er meget elegant lavet. Hvis det her er begyndelsen på en større kortlægning af samme kvalitet, kan danskerne være meget stolte,« siger Cisca Wijmenga fra Universitetet i Gröningen, som sidder i ledelseskomiteen i ’Genome of the Netherlands’.

Kun få genomer kortlagt fra bunden

Cisca Wijmenga forklarer, at det er helt unikt, at de danske forskere har kortlagt og samlet brikkerne til hver eneste af de 30 personers genom helt fra bunden.

At kortlægge et genom er nemlig et kæmpe puslespil, hvor millioner af bittesmå stykker DNA skal sættes sammen korrekt. Derfor bruger man normalt en skabelon over menneskeracens genom til få samlet brikkerne til puslespillet –en skabelon som fremkom igennem årtiers arbejde på det såkaldte Human Genome Project.

Men i stedet for at bruge denne skabelon, har forskerne i det danske genomprojekt analyseret deres DNA-stykker så grundigt, at de har kunnet samle hver enkelt individs genom helt fra bunden – uden brug af skabelonen. Og det er imponerende, mener Cisca Wijmenga fra Universitetet i Gröningen.

»Det er kun meget få mennesker i hele verden, som har fået kortlagt deres genom fra bunden – måske kun en håndfuld. Så det er virkelig specielt, at de nu har gjort det for 30 personer. Alle andre kortlægger et genom ud fra referencegenomet fra The Human Genome Project. Men i det danske projekt har de ignoreret referencegenomet og sammensat deres små stykker DNA helt fra bunden. Og ved at gøre det har de opdaget en masse ny DNA, som ikke før er blevet set,« forklarer Cisca Wijmenga og tilføjer:

»Det er helt klart den rigtige fremgangsmåde for kortlægningen af et genom, men ikke alle kan gøre det, fordi det kræver en særlig teknik og en stor computerkraft.«

Dyrt at kortlægge genom fra bunden

En anden årsag til, at alle forskere ikke samler genomer fra bunden, er, at det er dyrt. GenomeDenmark har blandt andet fået en bevilling på 86 millioner kroner fra Højteknologifonden (nu Innovationsfonden) til kortlægningen af de 150 danskeres arvemasse.

I det hollandske projekt valgte forskerne at prioritere en kortlægning af tre gange så mange menneskers genom frem for at lave en præcis kortlægning af færre individer.

»Vi havde flere personer med i projektet men en lavere kvalitet på kortlægningen. Derfor måtte vi tage visse resultater med et gran salt. Men der er fordele og ulemper ved begge fremgangsmåder,« forklarer Cisca Wijmenga, som er leder af afdelingen for Genetik på Universitetet i Gröningen.

Som et eksempel på en fordel ved at kortlægge mange individer med en lavere kvalitet fortæller hun, at man med mange deltagere i projektet får et bedre billede af, hvilke forskellige genvarianter der flyder rundt i befolkningen.

Genforskning fortæller befolkningens historie

Forskerne i det hollandske projekt har også fået data på personer fra store dele af landet, og det giver mulighed for at undersøge befolkningens historie.

»I Holland kunne vi for eksempel se, at folk fra nord var meget forskellige fra folk fra syd. Det betyder, at de formentlig ikke har giftet sig særlig meget på tværs af landet, men forblev i deres egen region.«

»Vi har 10 provinser i Holland, og selv inden for hver provins kunne vi se, at befolkningen lignede hinanden mere, end de lignede folk fra naboprovinsen. Men det vil nok ændre sig i fremtiden,« siger Cisca Wijmenga med henvisning til, at folk i dag er mere tilbøjelige til at flytte, både inden for og uden for landets grænser.

I GenomeDenmark vil forskerne endnu ikke ud med, hvilke særegne træk de kan finde i danskernes arvemasse – det vil først blive afsløret, når alle 150 danskeres arvemasse er kortlagt, fortæller Simon Rasmussen.

Vil ikke definere danskhed

»Projektet har som formål at kortlægge almindelige danskernes genom, fordi det er en nødvendig videnskabelig afgrænsning for at man kan tale om et dansk referencegenom. Vi tager afstand fra at forsøge at bruge sådanne referencer til at værdisætte forskelligt arveligt ophav og vil helst ikke have, at det skal blive en politisk diskussion om, hvordan en rigtig dansker ser ud, eller om man genetisk set er dansker eller ej.«

»For at kunne være med i projektet skal man blandt andet have bedsteforældre, som er født i Danmark. Vi vil ikke definere, hvad der i almen forstand er dansk og ikke dansk, men forskningsmæssigt er det nødvendigt at undersøge en ensartet befolkning til at begynde med. Men på sigt vil vi gerne have andre populationer med,« siger lektor Simon Rasmussen.

På det amerikanske Harvard Medical School mener professor i genetik George Church imidlertid, at det er ’gammeldags’, at ville opbygge et nationalt referencegenom.

Professor: Gammeldags med nationalt genom

George Church siger til Videnskab.dk, at de mest skadelige genetiske fejl »ikke følger nationale grænser,« og han mener dermed at det giver mere mening at undersøge genomer internationalt end et nationalt.

»Det er rigtig godt, at vi nu har fået kortlagt genomet på 30 nye individer. Men hvis det virkelig skal være brugbar viden, er det ikke nok kun at kende en persons DNA – du skal også vide, hvordan denne person er, hvilke sygdomme personen har og hvilke træk personen har. Ideen om at have et fælles genom for en population er meget begrænset,« siger George Church, som er professor og forskningsleder ved Harvard Medical School.

Han er desuden leder af PersonalGenomes.org, der beskriver sig selv som verdens eneste ’open access’ database, som indeholder både genetisk information, information om sundhed og sygdomme og personernes ’træk’ – »for alles fælles bedste.«

Simon Rasmussen fra Danmarks Tekniske Universitet forklarer, at GenomeDenmark ikke har haft mulighed for på samme måde, at undersøge om deltagerne i projektet havde særlige træk eller sygdomme.

»Vi har ikke etisk tilladelse i projektet til at undersøge individerne i vores datasæt. Men det er heller ikke meningen – meningen er, at forskere skal bruge vores kortlægning og opbygning af referencegenomet som et værktøj og et bibliotek, de kan slå op i,« forklarer Simon Rasmussen.

Dansk genom kan hjælpe forskere

Genforskere kan eksempelvis bruge det danske referencegenom, hvis de leder efter særlige genvarianter for en sygdom såsom sukkersyge.

Normalt vil man ifølge Simon Rasmussen kun lede efter gener, som kan føre til sukkersyge i bestemte dele af arvemassen, og dermed vil det danske referencegenom kort fortalt kunne ’udfylde hullerne’ i resten af arvemassen – og det på en mere præcis måde, end hvad man vil kunne med et internationalt referencegenom, forklarer Simon Rasmussen.

I Holland forklarer professor Cisca Wijmenga, at et nationalt referencegenom i høj grad også kan komme patienterne til gode – også selvom man ikke nødvendigvis har adgang til alle data om de personer, som har lagt krop til opbygningen af referencegenomet.

»Lad os sige, at man finder en særlig genmutation i en patient med en sjælden sygdom. Så skal vi måske finde ud af, om mutationen er årsag til sygdommen, eller om det er en mutation, som måske er uskadelig og findes bredt i populationen.«

»Det første, man gør, er at sammenligne med baggrundsbefolkningen – og her er det en fordel at sammenligne med folk fra samme område, fordi de har en mere ens arvemasse. En sjælden genmutation kan godt være relativt udbredt i et land, men ikke være til at finde i andre lande,« forklarer Cisca Wijmenga.

Eksempel på godt samarbejde

Det er Københavns Universitet, Aarhus Universitet, Danmarks Tekniske Universitet og det kinesiske genanalysefirma BGI Europe, der står bag GenomeDenmark.

Projektet har foreløbig har kørt siden 2012.

»GenomeDenmark-initiativet er et godt eksempel på, hvordan bredt samarbejde mellem universiteter og private aktører kan løfte selv meget store opgaver,« siger genetikprofessor Anders Børglum fra Aarhus Universitet i en pressemeddelelse.

Du kan læse mere om perspektiverne ved kortlægning af danskernes genom i denne kronik fra en række af forskerne bag projektet.