Forscher entschlüsseln erstmals ein komplettes Erbgut

Jeder Mensch trägt zwei Kopien seines Erbguts in sich – eine von der Mutter, eine vom Vater. Die bisherigen Referenzgenome, mit denen Ärztinnen und Forscher neue Erbgut-Daten vergleichen, bildeten das aber lange nicht ab: Sie waren vereinfachte Mischversionen, denen wichtige Abschnitte fehlten oder die individuelle Unterschiede zwischen den beiden geerbten Kopien gar nicht erst unterschieden.

Genau das hat jetzt ein internationales Team des „Telomere-to-Telomere"-Konsortiums (T2T) unter Federführung der Johns Hopkins University, des amerikanischen Genomforschungsinstituts NHGRI und der Standardbehörde NIST geändert: Erstmals wurde das komplette, sogenannte diploide Erbgut eines lebenden Menschen lückenlos entschlüsselt – beide Chromosomensätze, einer von jedem Elternteil, vollständig und mit bislang höchster Genauigkeit.

„Es wird bald ganz normal sein, das komplette Erbgut eines Menschen zu sequenzieren", sagt Studienleiter Adam Phillippy von der Johns Hopkins University. „Was bedeutet das für die Medizin der Zukunft, wenn man jemandes vollständiges Genom schon bei der Geburt erstellen und für eine individuell zugeschnittene Behandlung über das ganze Leben nutzen kann?"

Die Arbeit baut auf dem ersten vollständigen menschlichen Genom auf, das dasselbe Konsortium 2022 vorlegte und das die letzten fehlenden 8 Prozent eines einzelnen Referenzgenoms schloss. Diesmal ging das Team einen entscheidenden Schritt weiter, indem es nicht nur eine, sondern beide vererbten Kopien jedes Chromosoms vollständig zusammensetzte. „Beim ersten T2T-Projekt haben wir ein riesiges Puzzle zusammengesetzt", beschreibt Phillippy die Herausforderung. „Diesmal hatten wir Teile von zwei ähnlichen Puzzles, eines von der Mutter, eines vom Vater, alle im selben Karton. Das war rechnerisch viel schwieriger – aber wir haben es geschafft."

Untersucht wurde dafür das Genom „HG002", eine Probe eines lebenden Spenders, die in der DNA-Sequenzierungs- und Diagnostikbranche bereits breit als Referenzmaterial genutzt wird. Die Ergebnisse erschienen zusammen mit elf weiteren Studien in den Fachjournalen Cell und Cell Genomics, darunter auch vollständige Genome von acht weiteren Wirbeltierarten. Bis eine solche vollständige Genomanalyse tatsächlich zum medizinischen Alltag wird, braucht es aber noch deutlich günstigere und schnellere Sequenziertechnik als heute.