Асоциативни изследвания на целия геном и диета; Персонализирано хранене
Проучванията за асоцииране в целия геном (GWAS) значително увеличават нашето разбиране за генетичната основа на човешките заболявания, особено сложните заболявания. Може би най-важното е, че те подобряват нашето разбиране за фините разлики между индивидите, включително поведенчески характеристики, здраве, благосъстояние и ефективност. Анализ на публикациите на GWAS от първото им появяване през 2003 г. подчертава постоянното откриване на това, което ни прави уникални.
От първите доклади на GWAS има все по-голям брой коментари в силно въздействащи научни списания, подчертаващи потока от човешка генетична информация и как информацията от генотипиращи чипове с висока плътност (генни чипове) се използва от компаниите онлайн, за да "предскаже "човешкото здраве на индивидуално ниво. Това, което обаче не се разглежда, е ключовата информация, която може да е необходима, за да се позволи на генетичните данни да предскажат човешкото здраве или, което е по-важно, да се разработят стратегии за модифициране на генетични прогнози. Тоест паралелна и интегрирана оценка на диетата и факторите на околната среда.
От 2005 г. насам е очевидна необходимостта от съвместни усилия в областта на нутригеномиката, за да се позволи по-добро разбиране на основите на заболяването и характеристиките, които се различават при отделните индивиди. Въпреки това, въпреки че има много разпространени проучвания върху генетичните основи на болестите, по-голямата част от тях не са придружени от строги хранителни и екологични данни; този елемент ще бъде от съществено значение при бъдещи изследвания.
Моногенни разстройства и сложни заболявания
През по-голямата част от 20-ти век знанията за генетичните основи на човешките заболявания са били ограничени до един ген или болест на Мендел, където семейната асоциация е донякъде очевидна. Повечето от тези мутации са под формата на SNP, включващи миссенс (миссенс) или глупости (глупости) мутации. След като болестта беше точно фенотипизирана и семейните асоциации бяха идентифицирани, беше относително ясно кой ген е важен. Такива заболявания обаче са сравнително редки и най-често срещаните заболявания са по-сложни, включващи множество гени и взаимодействия с околната среда, включително диета.
При сложни заболявания проучванията за асоцииране са единственият реалистичен подход, като се използват голям брой несвързани случаи и контроли или семейни групировки като трио, включващи 2 родители и засегнато дете. За идентифициране на гени при сложно заболяване са необходими голям брой маркери, обхващащи генома. Може би по-важното е, че наличието или отсъствието на вариант на един ген обикновено не е достатъчно, за да обясни фенотипа на заболяването. Има основателна причина да се смята, че генетичното предразположение към сложни заболявания се дължи на незначителни вариации в голям брой гени и способността им да взаимодействат със специфични фактори на околната среда. Въпреки че тези сложни заболявания са много по-трудни за изучаване, това знание може да стане много важно, тъй като те са най-честата причина за смърт при хората. Разбира се, има още повече технически предизвикателства за постигането на ефективно разбиране на човешката диета, отколкото гените.
Технологии в GWAS
Въпреки че първият GWAS се появява в литературата през 2003 г., първоначалните инструменти не покриват представителна област на човешкия геном. На следващата година беше описан микрочип с разделителна способност, който предвещава пълно покритие на човешкия геном. Тези инструменти са съществени начални блокове за проучвания с GWAS, които се основават на разрешаване на корелации между генотип и фенотип, като се използват същите принципи като генните изследвания. Такива изследвания обаче са без хипотези, тъй като измерените варианти обхващат целия човешки геном.
Международният проект за картографиране на хаплотипове (HapMap) признава необходимостта от изследвания от този тип и се опитва да характеризира основните SNP в целия геном и в различни групи от човешка популация. Идеята беше, че те могат да дадат представа за структурата на популацията във всички „често срещани“ SNP (> 5% честота), в 2 фази на нарастваща плътност в целия геном. Това ще бъде допълнено с дълбоко повторно секвениране, където е подходящо.
Този ресурс предоставя технология за генетични варианти на тестове, използващи генни чипове, които сега могат да покрият над 1 милион SNP в генома. Двата основни доставчика на генотипи са Affymetrix, чиито варианти са разпределени на случаен принцип, и Illumina, която използва по-силно подбрани SNP. И двата, и двата генни чипа са идеални за измерване на голям брой SNP, а също и за копиране на варианти.
Налични са и техники за дълбоко повторно секвениране за изследване на специфични области от генома. Големите бази данни за сътрудничество са от съществено значение за осигуряване на необходимата статистическа мощ за доверие в интерпретацията на данните.
Значение на GWAS