ReferenzGenomen

Referenzgenomen, auch Referenzgenome genannt, sind standardisierte Genome einer Art, die als gemeinsames Koordinatensystem für genomische Analysen dienen. Sie ermöglichen das Abgleichen von Sequenzdaten, die Annotation von Genen und die vergleichende Genomik. Ein Referenzgenom ist typischerweise kein einzelnes Individuum, sondern eine konsolidierte Repräsentation der Spezies.

Für den Menschen wird das Referenzgenom vom Genome Reference Consortium erarbeitet, bekannt als GRCh38. Es umfasst primäre Sequenz, alternative Haplotypen und Decoy-Sequenzen, die polymorphe Regionen abbilden. Neuere Releases fügen Contig-Informationen hinzu und verbessern die Repräsentation schwer abdeckbarer Regionen.

Anwendungen umfassen Read Mapping, Variant Calling, die Gen- und Transkriptions-Annotation sowie vergleichende Genomik. Referenzgeneome dienen auch als Referenz für Design von Experimenten, Primer- und Probeplanung sowie für die Entwicklung von Genom- und Transkriptom-Analysen.

Limitationen umfassen Referenzbias, Unterrepräsentation genetischer Vielfalt, Lücken und Verzerrungen bei der Analyse von Variationen oder Expressionsdaten. Fortschritte wie pan-genomische Referenzen und graphbasierte Referenzen zielen darauf ab, diese Einschränkungen zu verringern, indem sie eine breitere Vielfalt abbilden. Ein aktuelles Beispiel ist das Telomere-to-Telomere-Projekt CHM13, das viele Lücken des GRCh38 geschlossen hat.

Neben dem Menschen existieren Referenzgenomen für zahlreiche Arten, darunter Maus (GRCm39) und andere Modellorganismen. In der Forschung werden zudem graphbasierte oder pan-genomische Ansätze entwickelt, um die genomische Vielfalt verschiedener Populationen besser abzubilden.