די-אן-איי. אילוסטרציה

די-אן-איי. אילוסטרציה

בעשור האחרון פחתה עלות קביעת הרצף לכל נוקליאוטיד פי 100,000. מספר הבסיסים שאת הרצף שלהם אפשר לקבע בשבוע גדל פי 200 משנת 1990 עד שנת 2000, ופי 50,000 משנת 2000 עד שנת 2010. היכולת לקבוע רצף DNA של הגנום כלו למספר רב של דוגמאות מאפשר לערוך השוואות בין הגנומים של אוכלוסיות וגם לבחון את השינויים בינינו לבין קרובינו - האדם הניאנדרתלי והשימפנזה. בעשור שחלף גם הצטבר ידע עצום על שונויות גנטיות, וזוהו צברים של סמנים גנטיים. הודות לכך, אפשר לנתח תהליכים אבולוציוניים בכלים מדוייקים יותר.

בין היתר, אפשר לאתר סימנים לסלקציה חיובית של שינויים, שחלו בשלב מאוחר של ההתפתחות האנושית, אפילו מבלי לדעת מהי התכונה שמצויה בסלקציה. הופעה של הפלוטיפ בזמן קצר בשכיחות גבוהה באוכלוסיות שונות היא סימן לכך שיש לחץ לשימור ההפלוטיפ הזה ויש יתרון סלקטיבי בהפצתו.

בחינה של מפת ההפלוטיפים (HapMap) העלתה לפחות 300 אזורים שהיו תחת סלקציה חיובית ב-5,000 – 30,000 השנים האחרונות. האזורים צומצמו ולעתים אפשר היה להצביע על הגן שהיה נתון לסלקציה חיובית. רבים מהגנים האלה מעורבים בפיגמנטציה של העור, בתגובה לזיהומים, במטבוליזם ובתפיסה סנסורית.

כמה מהשנויים יכולים ללמד אותנו על תהליכים בהיסטוריה האנושית שחלו באזורים הרלוונטיים. בשחר החקלאות באירופה, מוצאים סלקציה חזקה לואריאנט שמבטא לקטאז לכל אורך החיים. באוכלוסיות במזרח-אפריקה, שכלכלתן נשענה על עדרים, מוצאים, באופן בלתי-תלוי, מוטציה דומה. במערב-אפריקה מוצאים סלקציה חיובית לשינוי מסוים בגן שמקודד לרצפטור לוירוס שגורם לקדחת לאסה. בקרב הטיבטים, שחיים בגובה רב, מוצאים שינוי בגן שמקודד לחלבון שמעורב בניטור רמות חמצן. השינוי הזה לא מופיע באוכלוסיות באזורים אחרים בסין.

השינויים בגנום מצביעים גם על השוני שלנו מקודמינו. רוב ההבדלים בין הגנום האנושי לבין הגנום השימפנזי לא מלמדים על הייחוד שלנו כבני-אדם. רובם, מן הסתם, תוצאה של הסחף הגנטי ב-40 מיליון שנים. קשה להצביע על שינויים נקודתיים שעשויה להיות להם משמעות רבה, מבלי שיהיה ידע מוקדם על הרצפים שבהם חל השינוי. אולם, אזורים שבהם מתרכזים שינויים רבים מאז ההתפצלות בין האדם ובין השימפנזה, ושתדירות השינויים בהם גבוהה באופן יוצא-דופן מזו שהיתה ב-100 מיליון השנים שקדמו לתקופה זו, עשויים להצביע על שינויים שקשורים באבולוציה של האדם.

זוהו כמה אזורים כאלה, והם מכונים Human Accelerated Region (HAR). HAR1 הוא חלק מאזור שמקודד ל-RNA שלא מתורגם לחלבון. ה-RNA הזה משועתק באזורים במוח שמפותחים באדם יותר מאשר בשימפנזה. HAR2 כולל אזורי בקרה של שעתוק שקשורים בהתפתחות מבנה ותנועת האגודל יחסית לאצבעות האחרות. גן נוסף שעבר שינויים מואצים הוא FOXP2, גן שמוטציה, שגורמת לכך שלא ייווצר ממנו חלבון, משפיעה על היכולת לעבד שפה.

מקור:

Eric S. Lander, Nature 2011: Initial impact of the sequencing of the human genome

עוד בנושא:
פרויקט הגנום האנושי- מצבים רפואיים ותכונות
פרויקט הגנום האנושי – סרטן
פרוייקט הגנום: עשור לפרסום הרצף המלא של ה-DNA האנושי