Naučnici su konačno iščitali (sekvencirali) poslednji deo ljudskog naslednog zapisa (genoma) – ipsilon (Y) hromozom.
Prošle godine naučnici su prvi put izradili najkompletniju sekvencu ljudskog genoma bez ikakvih praznina – ali joj je nedostajao jedan mali deo: ipsilon (Y) hromozom. Sada je najmanji član porodice ljudskih hromozoma u potpunosti iščitan (sekvenciran) i rešena zagonetka za koju su bile potrebne tri decenije da bude rešena. Konačno postoji sveobuhvatan referentni ljudski genom koji, možda, sadrži i tajnu o muškoj plodnosti.
Muški hromozom sadrži mnogo sekvenci koje se ponavljaju – uključujući nekoliko dugih palindroma – koji su ga do sada činile uglavnom nečitljivim.
„Sada kada imamo ovu 100 posto kompletnu sekvencu ipsilon hromozoma, možemo da identifikujemo i istažimo brojne genetske varijacije koje bi mogle da utiču na ljudske osobine i bolesti na način na koji ranije nismo mogli”, naglašava Dilan Tejlor, genetičar sa Univerziteta Džon Hopkins i jedan od autora studije. Muški hromozom sadrži mnogo sekvenci koje se ponavljaju – uključujući nekoliko dugih palindroma – koji su ga do sada činile uglavnom nečitljivim.
Predvođen genomičarem Arangom Riom iz američkog Nacionalnog instituta za istraživanje ljudskog genoma, konzorcijuma koji je prikladno nazvan Telomere-to-Telomere, koristio je napredne tehnike sekvenciranja i novorazvijene bioinformatičke algoritme da spoje dugačke delove DNK, konačno mapirajući ipsilon hromozom u potpunosti.„Znali smo da do sada imamo nepotpunu sliku”, kaže bioinformatičar sa Univerziteta Džon Hopkins, Radživ Mekoj, što je možda suviše blaga ocena, s obzirom na to da je u skici muškog hromozoma nedostajalo više od polovine njegovih baza.
Te praznine, od kojih su mnoge obuhvatale gene što se odnose na proizvodnju sperme, doveli su do raznih vrsta netačnih pretpostavki napravljenih u drugim studijama. Za neke ranije nepoznate ljudske ipsilon sekvence se, na primer, pogrešno smatralo da su tragovi uzoraka koji kontaminiraju bakterijsku DNK.„Ali sada prvi put možemo da vidimo ceo genom od početka do kraja”, ističe Mekoj.
Iks i ipsilon hromozom
Tim je popunio više od 30 miliona tobožnjih slova u DNK sekvenci da bi sastavio ipsilon hromozom u celosti: svih 62.460.029 baznih parova. Ispravljene su, takođe, višestruke greške u prethodno sekvenciranim delovima i otkriven 41 novi gen koji kodira proteine.„Najveće iznenađenje je koliko su ponovljene sekvence organizovane”, objašnjava informatičar Adam Filipi iz američkog Nacionalnog instituta za istraživanje ljudskog genoma.„Skoro polovina hromozoma je napravljena od naizmeničnih blokova dve specifične ponavljajuće sekvence poznate kao satelitska DNK. Pravi prelepu šaru nalik na pačvork (rad od komadića).”
Do skora se znalo da su geni na muškom hromozomu bili uključeni u agresivne oblike uobičajenih karcinoma kod muškaraca, a i da gubitak ipsilon hromozoma pokreće rast karcinoma bešike. Ali nije se znalo šta sve nije uočeno.
U drugoj studiji koju je vodio genetičar Pile Halast iz Laboratorije Džekson, istraživači su otišli korak dalje, koristeći referentnu sekvencu za sastavljanje ljudskih ipsilon hromozoma od 43 muškarca, od kojih je polovina predstavljala afričku liniju.Zajedno, skupovi su obuhvatali 183.000 godina ljudske evolucije i otkrili neke iznenađujuće varijacije u muškom hromozomu.Kao prvo, ipsilon hromozomi bili su veoma različitih veličina, u rasponu od 45,2 miliona do 84,9 miliona parova baza u dužini.
Postojale su i upadljive strukturne razlike: precizne sekvence gena su bile očuvane (tako da su i dalje kodirali prave proteine), ali su ponekad veći delovi DNK bili okrenuti, orijentisani u suprotnom smeru duž ipsilon hromozoma.„Kada pronađete varijaciju koju ranije niste videli, uvek se ponadate da će te genomske varijante biti važne za razumevanje ljudskog zdravlja”, napominje Filipi.Do skora se znalo da su geni na muškom hromozomu bili uključeni u agresivne oblike uobičajenih karcinoma kod muškaraca, a i da gubitak ipsilon hromozoma pokreće rast karcinoma bešike. Ali nije se znalo šta sve nije uočeno.
Nova era personalizovane medicine sve je bliža što tehnologija sekvenciranja više napreduje, omogućavajući da se celi genomi – a ne samo odabrani delovi – jeftino sekvenciraju.Ali sekvenciranje genoma moglo bi pogoršati disparitete u zdravstvu ako se ne reše istorijske nepravde i nedostatak većeg i raznovrsnijeg broja uzoraka u istraživačkim studijama.„Na kraju, kako kompletno, tačno i bez praznina sastavljanje diploidnih ljudskih genoma postane rutinsko, očekujemo da će referentni genomi postati poznati jednostavno kao genomi”, zaključuju istraživači.Studije su objavljene u časopisu Nature.
(RTS)
