Referenzgenom

Ein Referenzgenom ist eine digitale Sequenz des Genoms einer Spezies, die als standardisiertes Bezugssystem für die Ausrichtung von Sequenzdaten, die Annotation genomischer Elemente und den Vergleich zwischen Proben dient. Es repräsentiert kein einzelnes Individuum in allen seinen Varianten, sondern wird typischerweise aus der Sequenz mehrerer Individuen aufgebaut oder als repräsentative Sequenz ausgewählt. Das Referenzgenom bietet einen gemeinsamen Rahmen, an dem neue Daten ausgerichtet und Varianten identifiziert werden können.

Beim Menschen ist das Referenzgenom GRCh38 (mit nachfolgenden Patch-Versionen) der weithin verwendete Standard. Für viele Modellorganismen existieren entsprechende Referenzgenome, beispielsweise das Maus-Referenzgenom GRCm39. Gleichzeitig gewinnen Pangenom-Ansätze an Bedeutung: Graph-Genom-Modelle oder Sammlungen mehrerer haplotypischer Sequenzen zielen darauf ab, eine größere genetische Vielfalt abzubilden und über eine einzige lineare Referenz hinauszugehen.

Anwendungsbereiche reichen von der Ausrichtung kurzer und langer Sequenzen (Alignment) über die Identifikation von Varianten wie SNPs und Indels bis zur funktionellen Genannotation und dem Vergleich von Genomen zwischen Arten.

Nutzung und Interpretation erfordern Vorsicht: Eine Referenz ist nicht repräsentativ für alle Populationen, was zu Biasen in Analysen führen kann. Fortschritte zielen darauf ab, Vielfalt besser abzubilden, umfassendere Annotationen bereitzustellen und alternative Referenzformen zu integrieren.

Zugriff erfolgt über öffentliche Datenbanken und Konsortien wie NCBI, Ensembl und UCSC, die regelmäßig Updates bereitstellen und verschiedene Versionen des Referenzgenoms pflegen.