Y kromoszóma: ScienceAlert

Tavaly a tudósok bemutatták az emberi genom valaha volt legteljesebb szekvenciáját, de hiányzott belőle egy kis darab: az Y kromoszóma.

Mostanra az emberi kromoszómacsalád legkisebb tagját teljesen megszekvenálták, és ezzel teljessé válik egy rejtély, amelynek megfejtése három évtizedbe telt.

Az eredmény egy átfogó emberi referenciagenom, amely immáron a férfi termékenység titkait rejtheti magában.

„Most, hogy megvan az Y kromoszóma 100%-ban teljes szekvenálása, azonosíthatjuk és feltárhatjuk azt a sok genetikai variációt, amelyek olyan módon befolyásolhatják az emberi tulajdonságokat és betegségeket, ahogyan korábban nem tudtuk.” Mondja Dylan Taylor, a Johns Hopkins Egyetem genetikusa és a tanulmány egyik szerzője.

Az Y kromoszómának annyi ismétlődő szekvenciája van – köztük néhány hosszú homológ –, hogy eddig nagyrészt „olvashatatlan” volt.

A találó elnevezésű Telomere-to-Telomer Consortium, Arang Rai, az Egyesült Államok Nemzeti Humán Genomkutató Intézetének genomikus tudósa által vezetett, fejlett szekvenálási technikákat és újonnan kifejlesztett bioinformatikai algoritmusokat használt a DNS hosszú szakaszainak összefűzésére, végül a teljes Y-kromoszóma feltérképezésére.

– Tudtuk, hogy még hiányos a képünk. Mondja A Johns Hopkins Egyetem számítógépes biológusa, Rajeev McCoy enyhén alábecsültnek tekinthető, mivel az Y kromoszóma korábbi piszkozatából az alapjainak több mint fele hiányzott.

Ezek a hiányosságok, amelyek közül sok a spermatermeléssel kapcsolatos génekre is kiterjed, más tanulmányokban mindenféle helytelen feltételezéshez vezettek. Néhány korábban ismeretlen emberi Y szekvencia pl. rosszul gondoltam A minták szennyezett bakteriális DNS-ének nyomai lehetnek.

„De most először láthatjuk a teljes genomot a végétől a végéig” – mondta McCoy Mondja.

A csapat több mint 30 millió „betűt” töltött be a DNS-szekvenciába, hogy teljesen összeállítsa az Y kromoszómát: mind a 62 460 029 bázispárt. Több hibát is kijavítottak a korábban szekvenált szakaszokban, és 41 új fehérjekódoló gént fedeztek fel.

„A nagy meglepetés az ismétlések szervezettsége volt” – mondja Adam Phillippe, az Egyesült Államok Nemzeti Humángenom Kutatóintézetének informatikusa.

„A kromoszóma csaknem fele két specifikus ismétlődő szekvencia váltakozó blokkjaiból áll, amelyeket szatellit DNS-nek neveznek. Gyönyörű, paplanszerű mintát alkot.”

Egy második tanulmányban, amelyet Bill Hallast, a Washingtoni Egyetem genetikusa vezetett, a kutatók egy lépéssel tovább mentek, referenciaszekvenciák segítségével 43 hím egyedből állítottak össze humán Y-kromoszómákat, akiknek fele afrikai származású.

A klaszterek együtt 183 000 éves emberi evolúciót ölelnek fel, és néhány meglepő eltérést tárnak fel az Y kromoszómában.

Például az Y-kromoszómák nagyon különböző méretűek voltak, 45,2 millió és 84,9 millió bázispár között.

Szembetűnő szerkezeti különbségek is voltak: a gének pontos sorrendje megmaradt (tehát továbbra is a megfelelő fehérjéket kódolják), de néha nagyobb DNS-darabokat fordítottak, az Y kromoszóma mentén ellenkező irányba.

„Amikor olyan különbséget talál, amelyet korábban nem látott, mindig az a remény, hogy ezek a genomi variánsok fontosak lesznek az emberi egészség megértésében” – mondja Felipe.

A közelmúltban az Y kromoszómán található gének Bonyolult volt A férfiaknál gyakori rákos megbetegedések agresszív formáiban, míg az Y kromoszóma elvesztése a rák oka A hólyagrák növekedése. De nem tudjuk, miről maradtunk még le.

A személyre szabott orvoslás új korszaka jön el, ha a szekvenálási technológiák tovább fejlődnek, lehetővé téve a teljes genomok – nem csak a kiválasztott részek – olcsó szekvenálását.

De előfordulhat genomszekvenálás Az egészségügyben tapasztalható egyenlőtlenségek fokozása Ha a történelmi sérelmek és a kutatási tanulmányok sokszínűségének hiánya nem oldódik meg.

„Végül, amikor a diploid emberi genomok teljes, pontos és hézagmentes összeállítása rutinszerűvé válik, arra számítunk, hogy a „referenciagenomok” egyszerűen „genomok” néven lesznek ismertek.” arra következtetünk.

A tanulmányokat ben tették közzé természet, itt És itt.