Nu er danskernes arvemasse kortlagt
Et stort forskningsprojekt har netop færdiggjort en detaljeret kortlægning af danskernes arvemasse. Kortlægningen skal føre til bedre behandling og forebyggelse af sygdomme.
danskerne arvemasse

150 danskere udgør grundlaget for et nyt dansk reference-genom – et opslagsværk, som forskere eksempelvis kan bruge, når de er på jagt efter gener for arvelige sygdomme. (Foto: Shutterstock)

Det storstilede forskningsprojekt GenomeDenmark har nu færdiggjort kortlægningen af den gennemsnitlige danskers arvemasse.

Forskerne har lavet en detaljeret kortlægning af 150 danskeres fulde arvemasse – genom – med en unik metode.  

Det betyder, at Danmark nu har fået sit eget reference-genom – en slags opslagsværk, som læger og genforskere kan slå op i for at se, hvordan danskeres genom er opbygget.

Håbet er, at det genetiske opslagsværk kan føre til bedre behandling og forebyggelse af sygdomme i fremtiden.

Danskernes genom

Et genom er en persons fuldstændige arvemasse (DNA).

Genomet indeholder blandt andet vores gener, men generne udgør kun en del af arvemassen.

Det danske reference-genom bygger på kortlægningen af 150 raske danskeres genom.

Det er således en database, som man kan slå op i for at se, hvilke genvarianter der findes i den gennemsnitlige danske befolkning.

Kilder: Søren Brunak /Mikkel Heide Schierup

»Vi har lavet et gennemsnit over, hvordan genomet ser ud på en rask dansker. Det kommer til at være et virkelig brugbart værktøj fremover. Når man skal studere gener for forskellige sygdomme, vil man have et raskt genom at sammenligne med,« siger Søren Brunak, som er professor og forskningschef på Københavns Universitet og en af de ledende kræfter bag kortlægningen af det danske genom.

Vi adskiller os fra svenskere og nordmænd

Det nye danske genom kommer i kølvandet på, at en række andre lande også har fået kortlagt genomet for deres befolkning. Forskningen viser, at selvom en dansker måske ligner en svensker eller en tysker på udseendet, så er der alligevel forskel på, hvilke genetiske varianter der flyder rundt i de forskellige befolkningsgrupper, fortæller Søren Brunak.   

»I undersøgelsen sammenligner vi danskernes genom med genomer fra tyskere, svenskere og nordmænd. Vi har brugt forskellene til at udvælge personer, som ligger tættest på det danske gennemsnit,« fortæller Søren Brunak, som har koordineret GenomeDenmarks indsats på Danmarks Tekniske Universitet, hvor han også er ansat.

Årsagen til, at etniske danskere gennemsnitligt set adskiller sig fra mennesker fra andre lande, er, at vi traditionelt set har været meget bundet til vores lokalområde. Vores forfædre fik typisk børn med folk fra hjemstavnen, og det betyder, at bestemte genetiske varianter er blevet mere udbredte i nogle lande end i andre, forklarer Søren Brunak.

»Selvfølgelig er der mange danskere, som genetisk set mere ligner gennemsnittet fra eksempelvis Tyskland eller Frankrig end gennemsnittet fra Danmark – enten fordi de selv eller deres forældre eller bedsteforældre er flyttet hertil fra udlandet. Men generelt er det ret utroligt at se, hvor lokal den genetiske variation faktisk er,« siger Søren Brunak, som er ansat ved forskningscentret ’The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research’ på Københavns Universitet.

Bruger unik metode

genom dna

Personerne, som har fået kortlagt deres arvemasse af GenomeDenmark, består af familier – såkaldte trioer bestående af en mor, far og et barn. Det giver blandt andet mulighed for at se, om genmutationer er nyopståede i barnet eller nedarvet fra forældrene. (Modelfoto: Shutterstock)

Studiet, som fremlægger danskernes genom, er publiceret i Nature, som er et af verdens mest prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter. At studiet kommer i så fornemt et tidsskrift handler imidlertid ikke om, at danskernes arvemasse rummer noget særlig spektakulært.

Derimod handler det om den særlige metode, som forskerne har brugt til at kortlægge danskernes genom. De 150 danskere, som har lagt krop til studiet, har simpelthen fået kortlagt deres arvemasse ned til mindste detalje med nye og avancerede metoder.

»Vi bruger en helt unik metode, som gør, at vi får en ekstremt høj kvalitet på vores genetiske data. Det betyder også, at der allerede er stor interesse fra hele verden for vores resultater,« siger professor Mikkel Heide Schierup, som er en af hovedforfatterne bag studiet.

Kortlagt genomet fra bunden

Mikkel Heide Schierup påpeger, at på verdensplan har omkring én million mennesker i øjeblikket fået kortlagt deres genom, men tallet stiger støt, efterhånden som det bliver nemmere og billigere, at kortlægge menneskets arvemasse.

De 150 medvirkende

De 150 personer, som har fået kortlagt deres arvemasse i projektet, er alle en del af Den Københavnske Familiebank, der blev startet i 1973.

Banken rummer blodprøver fra personer, som alle har sagt ja til, at deres DNA må blive gransket af forskere.

Alle donorer boede i Københavnsområdet, da de sagde ja til at medvirke.

GenomeDenmark fik tilladelse til at bruge de gamle blodprøver fra banken til at kortlægge danskernes genom og gik i gang med arbejdet i 2012.

Kilde: Søren Brunak / Mikkel Heide Schierup

Under normale omstændigheder samler man brikkerne til et menneskes genom ved at bruge et referencegenom - en skabelon over, hvordan menneskets arvemasse generelt er opbygget. Men i det nye studie har forskerne kortlagt danskernes genom helt fra bunden – eller de novo som forskerne kalder det – og uden brug af den sædvanlige skabelon.  

»Inden vores studie var der ikke særlig mange mennesker, som havde fået kortlagt deres genom fra bunden. Måske fem-seks mennesker på verdensplan. Det tal har vi nu udvidet væsentligt ved at gøre det for 150 personer,« forklarer Mikkel Heide Schierup, som er professor ved Center for Bioinformatik ved Aarhus Universitet.

Han tilføjer, at den særlige metode har gjort forskerne i stand til at lave en langt mere komplet genomkortlægning, end hvad man ser i andre studier.

»Når man normalt bruger en reference (skabelon, red.) til at samle genomet, kan man ikke få øje på noget, som referencen ikke har. Men med vores metode kunne vi finde en masse variationer i arvemassen, som man ellers ikke kan få øje på. Den variation kan være af stor betydning fremover – for eksempel når man skal forstå, hvad der giver risiko for sygdomme,« siger Mikkel Heide Schierup.

Svensker: Stærkt studie

Især når det gælder opbygningen af kønskromosomet hos mænd – Y-kromosomet – har det nye studie udvidet vores viden, ligesom studiet også kortlægger genetikken bag immunsystemet med hidtil uset detaljegrad, påpeger Mikkel Heide Schierup.

Den grundige og omstændige metode er en stor styrke ved kortlægningen af danskernes genom, lyder det fra svenske professor Ulf Gyllensten, som selv har stået i spidsen for kortlægningen af svenskernes genom.

»Metoden, som de bruger til at kortlægge genomet, er teknisk set meget svær. De kan se en masse ting i det danske genom, som man ellers ikke vil kunne finde. På den måde får de et mere komplet genom, end hvad man har haft adgang til før,« siger Ulf Gyllensten, som er professor i molekylærgenetik ved Uppsala Universitet.

Den svenske professor påpeger, at en anden styrke ved det danske studie er, at de 150 danskere, som har fået kortlagt deres arvemasse, er familier. Hver familie består af en far, en mor og et barn, som alle har doneret en blodprøve – og dermed deres arvemasse – til forskningen.

Deltagerne i studiet

Deltagerne i  studiet er alle udvalgt, så de genetisk set ligner hinanden.

Dermed har de medvirkende ikke udenlandske rødder, ligesom man ser i den generelle danske befolkning.

Donorerne er også udvalgt sådan, at deres højde og blodtype afspejler den gennemsnitlige befolkning.

Forskerne har ikke adgang til data om eksempelvis donorernes navn, CPR-nummer, sygdomshistorie eller lignende.

Kilde: Søren Brunak / Mikkel Heide Schierup

»Et barn får den ene halvdel af sin arvemasse fra moderen og den anden halvdel fra faderen. Så når man kortlægger genomet fra både forældre og barn, vil man se de samme kromosomer to gange. Man kan tjekke sine resultater efter. Det giver meget gode data og langt færre fejl i kortlægningen af genomet,« forklarer Ulf Gyllensten.

Ulempe: Relativt få medvirker i studiet

En ulempe ved den grundige kortlægning er imidlertid, at kun relativt få personer medvirker i det danske studie, påpeger Ulf Gyllensten. Mens 150 personer har lagt arvemasse til danskernes genom, medvirker 1.000 personer i kortlægningen af det svenske genom.

»Vi valgte en anden strategi, hvor kortlægningen er mindre grundig, men til gengæld betyder det, at flere personer kan medvirke. Det gjorde vi blandt andet, fordi der er ret stor variation i den svenske befolkning fra nord til syd. Ved at bruge arvemassen fra flere individer kan vi finde flere af de sjældnere genetiske varianter, som er i befolkningen, end man kan i det danske studie. Men ulempen ved vores strategi er, at det ikke giver os alle de genetiske varianter, som eksisterer i et individ,« siger Ulf Gyllensten.

Ideen er da også, at databasen over danskernes genom løbende skal udvides med flere genetiske oplysninger på danskerne, påpeger professor Søren Brunak.

De genetiske data for enkelte individer vil ikke være offentligt tilgængelige, men forskere vil kunne søge om tilladelse til at bruge data fra det danske referencegenom, når de eksempelvis er på jagt efter genetiske varianter, der kan føre til arvelige sygdomme.

GenomeDenmark

Forskere fra både Københavns Universitet, Aarhus Universitet, Danmarks Tekniske Universitet og det kinesiske genanalysefirma BGI Europe står bag projektet GenomeDenmark.

Projektet har kørt siden 2012 og har været ledet af professor Karsten Kristiansen fra Københavns Universitet.

Platformen, der også inkluderer GenomeDenmark, har blandt andet fået 86 millioner fra Højteknologifonden (nu Innovationsfonden).

De deltagende parter medfinansierer yderligere, så det totale budget når op på 176 millioner.

Heraf går 40,7 millioner kroner direkte til referencegenom-projektet, mens resten af budgettet går til projektets fælles forskningsudstyr (sekventeringsinstrumenter og supercomputere) med mere.

Kilde: Simon Rasmussen, DTU

»Ideen er, at man altid vil kunne bruge det raske gennemsnitsgenom til at sammenligne med. Hvis man for eksempel har en person med gigt, som samtidig har et genom, der på en eller anden måde afviger fra det raske gennemsnit, så er det muligt, at de afvigende genvarianter har med sygdommen at gøre,« forklarer Søren Brunak.

Sådan kan genomet bruges

Professor Anders Børglum fra Aarhus Universitet studerer eksempelvis, hvordan vores genetik spiller ind på udviklingen af psykiske sygdomme. Når han fremover mistænker en genvariant for at være medvirkende til en psykisk lidelse, vil han kunne slå op i det danske referencegenom og se, om genvarianten er helt normal blandt raske danskere, eller om den afviger fra gennemsnittet. 

»Det er et meget stærkt værktøj, vi har fået med referencegenomet,« siger Anders Børglum, som også selv er en af de ledende kræfter bag Genome Denmark.

Han tilføjer, at det nye danske genom også giver mulighed for at undersøge, hvordan tidligere ukendte genvarianter og områder af genomet kan spille ind på vores helbred.

»Når vi finder genvarianter, som øger risikoen for en psykisk lidelse, kan det også være med til at give os en større forståelse for de biologiske mekanismer bag sygdommen. Fordi generne kan sætte os på sporet,« tilføjer Anders Børglum.

Et skridt mod personlig medicin

Ud over at give større forståelse for arvelige sygdomme mener forskerne også, at danskernes nye genom kan blive et vigtigt grundlag for udviklingen af såkaldt personlig medicin.

Personlig medicin har i flere år været et hot emne blandt sundhedsfolk, og i december sidste år lancerede regeringen og Danske Regioner i fællesskab en ny national strategi for udviklingen af Personlig Medicin i Danmark.

genom dna arvemasse danskere

Kortlægningen af det danske genom udvider blandt andet vores viden om, hvordan Y-kromosomet er opbygget. Y-kromosomet bliver nedarvet fra far til søn, mens kvinder har to X-kromosomer. (Foto: Shutterstock)

Den personlige medicin betyder, at medicinen er tilpasset den enkelte persons arvemasse – vores gener kan nemlig i høj grad spille ind på, hvorvidt en behandling virker eller ej, eller om vi får bivirkninger af den, forklarer Søren Brunak.

»I forbindelse med kræft virker kemoterapi på nogle mennesker, men det har måske ikke nogen effekt på andre. Målet er at bruge en persons genom og ændringerne i det til at finde ud af, hvilken form for kemo der passer til den enkelte, eller hvilken dosis man skal have,« forklarer Søren Brunak.

Hvilke etiske overvejelser har I gjort jer i forbindelse med kortlægningen af danskernes genom?

»En af de primære etiske overvejelser er, at vi skal beskytte identiteten af dem, som har bidraget med deres arvemasse til projektet. I dette projekt skal man ikke kunne forbinde en persons arvemassedata til personen. Derfor vil vores data ikke ligge offentligt på nettet. De vil kun blive analyseret af forskere, som har forpligtet sig til at holde dem ude af det offentlige rum,« siger Søren Brunak.

Han tilføjer, at forskerne bag projektet heller ikke har kendskab til, hvilke personer der gemmer sig bag de genetiske data.

Professor: For lidt viden

Årsagen til, at man i langt de fleste forskningsprojekter anonymiserer personer, som får kortlagt deres genom, er, at adgangen til vores 'genetiske undertøj' kan føre til en række etiske udfordringer. Der kan eksempelvis gemme sig informationer om alvorlige sygdomme, som man måske – måske ikke – vil udvikle senere i livet.

Frygten er ikke kun, hvordan sådanne informationer kan påvirke den enkelte person eller familien, men også at det kan påvirke eksempelvis forsikringsselskaber eller arbejdsgivere, som måske ikke ønsker at ansætte personer med forhøjet risiko for visse sygdomme.

Ny viden om genomet

Teknikken, som forskerne benytter i det danske studie, gør dem i stand til at kortlægge genomet med høj præcision.

Det betyder, at de eksempelvis kan se dele af genomet, som man ikke kan se i den generelle 'skabelon' over menneskets arvemasse – en skabelon skabt af det kæmpemæssige internationale forskningsprojekt 'Human Genome Project'.

Det er især i den såkaldte HLA – region af genomet, at vi nu har fået større viden. Denne region er kompliceret at kortlægge og spiller ind på vores immunsystem.

Det danske studie har også kortlagt Y-kromosomet med hidtil uset præcision. Y-kromosomet videregives fra far til søn og bestemmer således vores køn.

Kilder: Søren Brunak/ Mikkel Heide Schierup

Andre forskere kæmper imidlertid for mere åbenhed i adgangen til vores genomer. Det gælder eksempelvis den amerikanske professor George Church, som er forskningsleder ved Harvard Medical School. Han mener, at de danske data ville være mere brugbare, hvis forskerne også havde adgang til flere informationer om personerne, som har doneret deres arvemasse til forskningsprojektet.

»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,« udtalte George Church til Videnskab.dk i 2015, da de første 30 danskere i projektet havde fået kortlagt deres genom.

George Church er selv 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.«

Forskerne bag GenomeDenmark projektet påpeger, at det ikke har været formålet med projektet at lede efter gener for personlige træk og arvelige sygdomme, men derimod at opbygge en reference for raske gennemsnitsdanskere.

»I relation til de næste skridt indenfor personlig medicin er det selvfølgelig meningen at sammenknytte data og sygdomshistorie, så behandlingen kan gøres mere effektiv for den enkelte patient i Danmark,« siger Søren Brunak.

Du kan læse mere om perspektiverne ved kortlægningen af danskernes genom i denne kronik, som en række af forskerne bag projektet skrev i 2015.