Referenzgenoms

Ein Referenzgenom ist eine repräsentative Genomsequenz einer Art, die als gemeinsamer Bezugsrahmen für Sequenzierarbeiten, Annotationen und vergleichende Genomik dient. Es fungiert als Standard, an dem neue Sequenzen aus Proben gemessen, ausgerichtet und interpretiert werden. In der Praxis handelt es sich oft um eine Konsensus- oder Mischassemblierung mehrerer Individuen, die zentrale Chromosomenstrukturen und annotierte Gene enthält. Ein Referenzgenom ist nicht identisch mit dem Genom jeder einzelnen Zelle oder jeder Population und spiegelt daher nicht alle genetischen Variationen wider.

Aufbau und Erstellung: Ein Referenzgenom umfasst in der Regel vollständige oder nahezu vollständige Chromosomen, Lückenbereiche sowie annotierte Gene, regulatorische Elemente und repetitive Regionen. Es entsteht durch Sequenzierung mehrerer Proben, Assemblierung der Daten, Phasierung von Haplotypen und anschließende Annotation. Öffentliche Referenzgenome existieren für viele Arten, etwa das menschliche Referenzgenom GRCh38, das Maus-Referenzgenom GRCm39 oder Modelle wie Arabidopsis thaliana.

Nutzen und Einschränkungen: Referenzgenome erleichtern Alignments, Varianten-Erkennung (Variant Calling), Genomannotation und vergleichende Untersuchungen. Sie vereinfachen medizinische Diagnostik und Grundlagenforschung. Dennoch bestehen Einschränkungen: Repräsentation von Variation bleibt unvollständig, ethnische und-populationsbezogene Verzerrungen können auftreten, Haplotypen und strukturelle Varianten werden nicht immer vollständig abgebildet. Ethik, Datenschutz und Zugänglichkeit spielen ebenfalls eine Rolle.

Zukunft: Der Trend geht zu pangenomischen Ansätzen und graphbasierten Referenzen, die Variationen in Populationen besser darstellen. Dadurch sollen Repräsentativität, Genauigkeit und Nutzbarkeit weiter verbessert werden.