Mapiran i “tamni” dio genoma
Međunarodni konzorcij sekvencirao je najcjelovitiju verziju ljudskog genoma ikada, objavljeno je 31. marta
Projekt Ljudski genom (Human Genome Project) pročitao je samo 92% naše DNK, međutim, sada su naučnici konačno popunili preostalih 8%. Međunarodni konzorcij sekvencirao je najcjelovitiju verziju ljudskog genoma ikada, više od 20 godina nakon što su naučnici objavili prvu verziju “iščitanog ljudskog genoma”. Vijest je objavljena 31. marta 2022.
Još oko 200 miliona baza sada popunjava praznine u velikoj knjizi našeg genoma - uključujući zaštitne krajnje kape hromosoma, poznate kao telomere, i središnje guste centre hromosoma zvane centromere koje pomažu u odvijanju replikacije tokom ćelijske diobe, odnosno oni kontrolišu kretanje i odvajanje hromosoma u toku ćelijskih dioba.
Redoslijed aminokiselina
Tih 200 miliona baza - centromere, telomere i dijelovi na Y hromosomu su bili netaknuti u prvoj verziji iščitanog genoma iz 2001. godine, Human Genome Project, u kojoj je učestvovao niz sjajnih naučnika uključujući i Georga Churcha i Ewana Birneyja.
Šta znači sekvencirati genom, iščitati hromosome? To znači odrediti slijed onih baza adenin, timin, gvanin, citozin (A, T,G,C) linearno na hromosomima. A redoslijed tih baza, odnosno, “slova” kada se pročita kroz grupe od po tri, govori o redoslijedu aminokiselina u proteinima koje ti sljedovi kodiraju, tj. za koje su poruke kako se sintetišu.
I ne samo to - neki dijelovi ljudskog genoma nisu upute za sintezu proteina - neki su regulatorni dijelovi ili imaju neke druge funkcije. Pogrešno je misliti da su sve sekvence šifre za proteine. Ljudski genom ima nešto više od 3 milijarde parova baza, “slova” i sadrži nešto manje od 20.000 gena. Pomoću alternativnog splajsinga, kodirajući dijelovi se mogu spajati na različite načine i tako zapravo formirati upute za različite proteine.
U šest radova Konzorcij Telomere-to-telomere (T2T) - nazvan po završnim kapicama hromosoma popunio je većinu nedostajućih dijelova genoma. Ostalo im je da objave podatke o još samo 5 od stotina problematičnih tačaka i “samo” 10 miliona baza i Y hromosom koji su samo površno poznati.
Grupa je na Twitteru objavila da je sekvencirala još jedan dio koji je prethodno nedostajao - Y hromosom i da će radovi o tome biti objavljeni uskoro.
Na ovoj verziji su radili Karen Miga, genetičarka s Univerziteta Kalifornija Santa Kruz, i Adam Phillippy, bioinformatičar National
Human Genome Research Institute, i njihovi saradnici. Philippy je 2019. izvijestio o sekvenciranju, “od - do” X hromosoma. Otkriveno je oko 1.900 “novih gena”, koji zapravo nisu potpuno novi, nego su većina kopije već otkrivenih gena.
Grupa T2T kombinovala je tehnologije sekvenciranja, uključujući uređaj s nanoporama koji je mogao očitati 100.000 baza odjednom i drugi sekvencer koji je bio tačniji, ali radi samo oko 10.000 baza odjednom.
Naučnici na ovom projektu su odlučili koristiti staničnu liniju koja je izvedena prije više od 20 godina
Skup hromosoma
Ono što je jako zanimljivo, naučnici na ovom projektu su odlučili koristiti staničnu liniju koja je izvedena prije više od 20 godina iz neobične izrasline izrezane iz maternice žene - neuspjele trudnoće nastale kada je spermij ušao u jajnu stanicu kojoj je nedostajao vlastiti skup hromosoma.
Ovo ujedno znači da takva oplođena jajna stanica sadrži samo hromosome oca i to ne sve. Samo s genetičkim materijalom spermija, takva se jajašca ne mogu razviti u embrij, ali se još mogu replicirati, pogotovo ako spermij isporučuje X umjesto Y hromosoma. Koristeći ovu ćelijsku liniju, zvanu CHM13, sekvenceri nisu morali rješavati razlike između hromosoma roditelja, što im je malo pojednostavilo slaganje puzzle ljudskog genoma.
Analize kompletne sekvence genoma značajno će doprinijeti našem znanju o hromosomima, a posebno o varijantama gena koje uzrokuju nasljedne bolesti.