Рішення для Y: дослідницька група завершує довгоочікуване секвенування генома Y-хромосоми

Двадцять років тому, коли дослідники з проєкт «Геном людини» оголосили, що вони завершили першу в історії послідовність цілого набору ДНК людини, це відкриття було оголошено порівнянним із «розщепленням атома чи польотом на Місяць». Оголошення назавжди змінило галузі геноміки, біології та медицини, дозволивши дослідникам досліджувати складніші питання та шукати складніші відповіді, пов’язані з людським тілом і способами лікування хвороб.

Але дослідники насправді не завершили повну послідовність геному людини. Їх знакові висновки були визначені як «високо точні» та «високо суміжні», з «єдиними прогалинами, що залишилися, відповідають регіонам, послідовність яких не може бути надійно вирішена за допомогою сучасних технологій».

Справді завершену послідовність опублікував минулого року консорціум Telomere-to-Telomere (T2T), міжнародне наукове співробітництво, яке включає роботу генетика Рейчел О'Ніл, директора Інституту системної геноміки UConn (ISG) і почесного професора Ради опікунів у відділі молекулярної та клітинної біології та її лаб.

Консорціум T2T секвенував весь геном людини з клітини з XX хромосомами. Висновки все ще були новаторськими, але оскільки приблизно половина людського населення має хромосоми XY, а не XX, дослідники знали, що їхня робота не закінчена.

Існує багато клінічних результатів, пов'язаних з Y-хромосомою

— зазначає О'Ніл.

Лабораторія О'Ніла працювала з кількома іншими ключовими дослідниками та лабораторіями, щоб здійснити цей монументальний подвиг. Зокрема, зазначає вона, команда лабораторії Адама Філліппі з Національного інституту здоров’я забезпечила збірку хромосоми та була піонером у цій роботі.

Робота виграла завдяки прогресу технології секвенування, яка пройшла довгий шлях з моменту першої спроби секвенування Проєкту геному людини, завершеної у 2003 році. Технологія секвенування, яка давно зчитується, пояснює О'Ніл, є ключовою для успішної інтерпретації ділянок ДНК, які мають високий рівень повторювані. Без технології раніше зчитаного «це було як спроба зібрати книгу, коли все, що у вас є, — це купа слів». Нова технологія, навпаки, «дає вам цілі речення, абзаци, сторінки».

Професор JAX Чарльз Лі та науковий співробітник Пілл Халласт очолили групу, яка проаналізувала та секвенувала 43 різні Y-хромосоми різних людей, причому майже половина походила з Африки (важливо, оскільки послідовність хромосом T2T-Y була створена за допомогою ДНК з особи європейського походження).

І знову лабораторія О'Ніл допомогла з повторюваними анотаціями, використовуючи технологію тривалого зчитування, щоб визначити конкретну кількість і порядок повторюваних ділянок у хромосомі. Повторювані ділянки ДНК, які можуть відрізнятися за кількістю або послідовністю між індивідами, складають більшість генетичних варіацій людини.

Послідовність хромосоми T2T-Y ідентифікувала додаткові 42 гени, що кодують білки, які раніше не вивчалися, і додала додаткові 30 мільйонів пар основ до існуючого еталонного геному людини, тоді як робота з секвенування JAX внесла 43 нові унікальні послідовності Y-хромосоми.

Взяті разом, ці дві роботи дають інтригуюче уявлення про Y-хромосоми людини, розкривають дуже варіабельну природу Y-хромосом у різних людей і створюють важливу основу для майбутніх досліджень того, як вони можуть сприяти виникненню певних розладів і захворювань. Вони являють собою монументальний прогрес у галузі геноміки та ще одну захоплюючу публікацію для лабораторії О'Ніла, який продовжує піонерську роботу з вивчення ефектів повторюваних елементів у геномі людини.

ДЖЕРЕЛО: https://medicalxpress.com/

Також рекомендуємо ознайомитись:

1. 10 років редагування геному CRISPR: досягнення, обмеження та потенціал у майбутньому

2. Нобелівську премію з фізіології або медицини

3. Штучний інтелект у молекулярній медицині

4. Коли пацієнта варто скерувати до фахівця з генетики

5. Відеоматеріал. Конгрес «Сучасні парадигми персоналізованої медицини в еру геномних технологій»