علم الوراثة والمعلوماتية الحيوية

في هذا العدد من النشرة الإخبارية، نسلّط الضوء على البحث الذي يجريه قسم علم الوراثة والمعلوماتية الحيوية، بقيادة البروفيسور فهد الملا في معهد دسمان للسكري.

أبرز نتائج الأبحاث

اكتشف آخر الأبحاث التي يجريها معهد دسمان للسكري

التباين الجيني في مناطق ترميز البروتين في الجينوم البشري الكويتي

تاريخ النشر01/08/2019

يتكوّن الجينوم البشري النموذجي من حوالى 3 مليارات حرف (قواعد نوكليوتيدية)؛ ومع ذلك يشكّل جزء صغير فقط (~ 1 ٪) من هذه القواعد مواقع الحمض النووي التي ترمز البروتينات. يحدّد التباين الجيني في مناطق الحمض النووي المشفرة للبروتين (تشكيل ما يسمى “اكسوم” مقابل “الجينوم”) إلى حد كبير الاختلافات في سمات النمط الظاهري (السمات التي يمكن ملاحظتها مثل لون العين وفصيلة الدم) بين الأفراد. وقد تفسّر الاختلافات في التباين الجيني في مناطق الحمض النووي التي تشفر البروتين الاختلافات على مستوى السكان من حيث انتشار الاضطرابات الوراثية النادرة والاضطرابات الشائعة، وفي فعالية الأدوية. ركّزت الدراسات الرئيسية المتعلّقة بهذا التنوع الجيني في المقام الأول على سكان القوقاز. وعلى هذا النحو، نادراً ما تركّز الدراسات العالمية على مدى التباين الجيني لدى السكان العرب. فقامت دراسة حديثة أجريت في معهد دسمان للسكري بتسلسل الإكسوم الكامل لحوالى 500 فرد كويتي وأنتجت قاعدة بيانات “تنوّع الإكسوم العربي”. سمحت هذه الدراسة بتوصيف المتغيرات المتكررة المتعلقة بظهور الأمراض الشائعة والنظر في علم الجينوم الدوائي للأمراض الشائعة مثل السكري وارتفاع ضغط الدم.

وحدّدت الدراسة أوجه التشابه الجينية بين سكان الكويت والشرق الأوسط وأوروبا والسكان اليهود في الأشكناز (الرسم البياني 2). يوضح الرسم البياني توزع الأفراد الكويتيين (باللون الأزرق الفاتح) إلى جانب الأفراد من حول العالم. ويصف الرسم البياني كيفية ارتباط الأفراد من مجموعات سكانية مختلفة ببعضهم البعض وراثيًا، إذا تم رسمهم على خريطة جينية عالمية. يعلمنا الرسم البياني أن الكويتيين متشابهون من الناحية الجينية مع القطريين (باللون الأصفر)، مع وجود عدد قليل من الأفراد (من أصول البدو الرحل) الذين يظهرون تقاربًا وثيقًا مع الأفراد الأفارقة (الأزرق الداكن). ومن بين جميع السكان، نجد أن الأمريكيين هم الأكثر تنوعًا (اللون الرمادي). ومن ناحية أخرى، يشكل سكان شرق آسيا مجموعة منعزلة محددة جيدًا في الزاوية العلوية اليسرى (باللون البرتقالي).

هذه الدراسة هي إضافة مهمّة لمصادر البيانات الإقليمية والعالمية بشأن تقلبات الإكسوم البشري؛ ومع ذلك، ثمة مجموعة واسعة من الدراسات المماثلة في المنطقة كفيلة بدعم الاكتشافات الجينية في علم الوراثة الطبية والسكانية على المستوى الإقليمي.

1, Sumi Elsa John, Dinu Antony, Muthukrishnan Eaaswarkhanth, Prashantha Hebbar, Arshad Mohamed Channanath, Daisy Thomas, Sriraman Devarajan, Jaakko Tuomilehto, Fahd Al-Mulla, Osama Alsmadi, Thangavel Alphonse Thanaraj* (2018). Assessment of coding region variants in Kuwaiti population: implications for medical genetics and population genomics. Scientific Reports volume 8, Article number: 16583 (2018). DOI:10.1038/s41598-018-34815-8.

التباين الجيني في مناطق ترميز البروتين في الجينوم البشري الكويتي

أثبتت دراسات الارتباط العالمية للجينوم (GWAS) وجود العديد من المتغيّرات الجينية التي تزيد من مخاطر الإصابة بالاضطرابات الأيضية مثل السمنة ومرض السكري. وتستند هذه الدراسات العالمية إلى حد كبير إلى السكان من أصول أوروبية، ولا تشمل هذه الدراسات العالمية المجموعات العرقية مثل تلك الموجودة في شبه الجزيرة العربية. وأظهرت الأبحاث الوراثية في معهد دسمان للسكري أنّ السكان العرب يمكنهم المساهمة في الفهرس العالمي لمتغيرات المخاطر المتعلقة بالاضطرابات الأيضية. إذ حددت دراسة حديثة ومنشورات سابقة من المعهد تتناول نتائج دراسات الارتباط على مستوى الجينوم، حوالى 30 موقعًا جديدًا للمخاطر المتعلقة بالسمات المرتبطة بالسمنة والسكري واضطراب دهون الدم. إن مناطق الجينات التي تحتوي على إشارات الارتباط الجديدة تحتوي أيضاً على مجموعات من الزيجوت المتماثل – امتداد مستمر لمنطقة الجينوم المتماثلة، أي أن نسختي الحمض النووي، التي يمتلكها كل فرد، تحتوي على نفس الأليل (من كتل الحمض النووي الأربعة وهي T، C، A، G) في موضع النوكليوتيدات المكونة؛ تعد هذه المنطقة المتماثلة علامة مميزة تشير إلى تزاوج الأقارب ضمن السكان. وبشكل عام، عززت دراساتنا الجهود الدولية التي تحدد أساس التنظيم الجيني للسمات الأيضية.

2, Prashantha Hebbar, Rasheeba Nizam, Motasem Melhem, Fadi Alkayal, Naser Elkum, Sumi Elsa John, Jaakko Tuomilehto, Osama Alsmadi, Thangavel Alphonse Thanaraj* (2018) Genome-wide association study of genetic markers for lipid traits in the Arab population. J. Lipid Res. 2018 59:(10) 1951-1966. First Published on August 14, 2018, doi:10.1194/jlr.P080218.

3, Prashantha Hebbar, Jehad Abubaker, Mohamed Abu-Farha, Jaakko Tuomilehto, Fahd Al-Mulla, Thangavel Alphonse Thanaraj (2019) A perception on genome-wide genetic analysis of metabolic disorders in Arab population versus global populations. Front Endocrinol (Lausanne). 10: 8. doi: 10.3389/fendo.2019.00008.
MR