人类基因组计划于1990年启动时，被誉为有史以来最伟大的科学努力之一。这个为期13年的项目确定了大约2万个基因，并为研究人员提供了改变现代医学的基因蓝图。医生现在可以利用基因信息来更好地诊断疾病和衰弱状况，比如将罕见的腿痛病例与单一突变联系起来。这项研究还为精准医疗时代带来了希望，在这个时代，每一种治疗都将针对个人量身定制。只有一个问题——工作还没有真正完成。
那是因为人类有99.9%是相同的。但这0.1%的基因差异解释了我们的独特性，也可以解释为什么有些人更容易患病。上世纪90年代的项目只绘制了一张单一基因组图谱，这并不能充分代表人类人口的广度。
今天发表的一项国际研究通过分析一组更加多样化的基因序列填补了这些空白。“我们正在重组基因组学的基础，以创造一个多样化和包容性的人类变异代表，作为基本的参考结构，”加州大学圣克鲁斯基因组学研究所副主任、资深研究作者本尼迪克特·帕滕说。
通过消除偏见和分析更具包容性的基因组数据，遗传学家将更好地了解突变如何影响一个人的基因，并使我们更接近公平医疗保健的未来。
这项研究的重点是创建一个泛基因组——一个单一物种的DNA序列的集合。过去的工作主要集中在参考基因组上，这些参考基因组是由少数个体构建的，被认为代表了更广泛的基因集。另一方面，泛基因组是由世界各地的多人创建的，以更准确地反映我们的遗传多样性。
这并不是说过去的遗传学家不想对更多的基因变异进行排序——他们只是做不到。埃里希·贾维斯是洛克菲勒大学霍华德·休斯医学研究所的遗传学教授，也是这项研究的合著者。他说，上世纪90年代和21世纪初的技术还不允许研究人员在个体内部和个体之间观察到单倍型(单倍型是由单亲父母共同遗传的一组基因)之间的巨大差异。
泛基因组的重点是研究世界各地个体之间的遗传差异。贾维斯说，了解基因组变异很重要，因为一些突变与不同的性状和疾病有关。例如，脂蛋白(a)基因具有复杂的结构，尚未在人类中进行测序。但是这种基因的变异与黑人患心脏病的风险增加有关。通过对整个基因进行测序并了解其变异，医生可能能够重新审视和治疗以前无法解释的冠心病病例。
“这篇论文帮助我们理解DNA不仅仅是一个字母序列;“DNA在结构上是有组织的，人类的结构变化对基因组功能和特征多样性很重要，”加州大学旧金山分校研究人类种群变异的博士后学者Sarah Fong说，她没有参与这项研究。
作者收集了47个基因多样化个体的数据。大约一半来自非洲，其他来自其他四个大洲(不包括澳大利亚和南极洲)。基因组信息增加了1.19亿个碱基对和1115个重复的信息——基因上的一部分DNA被重复的突变。正如预期的那样，超过99%的基因序列在个体之间是相似的。但是，通过在这个新的泛基因组草图中包含不到1%的变异，作者发现基因的结构变化解释了9000万个已确定的碱基对。
“通过超越单一的、任意的和线性的基因组表示，泛基因组参考联盟的工作更准确地描述了我们物种中存在的多样性，”拉吉夫·麦考伊说，他是约翰霍普金斯大学的生物学助理教授，他没有参与目前的研究，但最近参与了第一次完整的人类基因组测序。
有了最新的泛基因组模型，遗传学家可能更容易检测和描述难以发现的基因突变。当作者使用泛基因组草图作为参考分析一组单独的遗传信息时，他们检测到104%的结构变异。他们还提高了比较序列的准确性，将变异错误率降低了34%。
创建泛基因组的初稿只是这个由两部分组成的项目的第一阶段。第二阶段将需要几年的时间，这组作者将与其他国际研究人员建立合作关系，并在基因组数据较少的地区进行社区推广，比如包括土著文化的成员。
我们可能需要几十年的时间才能看到最终确定的人类基因组的完整图景。Fong说，有几个挑战需要解决，比如开发一种有效的策略来比较多个人类基因组，以及制定一个在医学领域测试基因变异的具体计划。
不过，方说，这些好处是值得付出努力的。拥有完整、多样的人类基因组将推进遗传学研究的方式，并创造一个在治疗疾病时更充分考虑人类基因的未来。
