Η πλήρης αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος των δύο χρωμοσωμάτων Χ και των αυτοσωμάτων από την κυτταρική σειρά που προέρχεται από γυναικείο ιστό έχει ολοκληρωθεί. Αυτό περιλαμβάνει το 8% της αλληλουχίας του γονιδιώματος που έλειπε στο αρχικό προσχέδιο που κυκλοφόρησε το 2001.
η πλήρης ανθρώπινο γονιδίωμα Η ακολουθία του συνόλου των 3.055 δισεκατομμυρίων ζευγών βάσεων έχει αποκαλυφθεί από την Κοινοπραξία Τελομερών προς Τελομερές (T2T). Αυτό αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη βελτίωση στο ανθρώπινο γονιδίωμα αναφοράς που κυκλοφόρησε το 2001 από την Celera Genomics και το International Human Genome Sequencing Consortium. Αυτή η αλληλουχία γονιδιώματος κάλυψε τις περισσότερες από τις ευχρωματικές περιοχές, ενώ είτε άφησε έξω τις περιοχές ετεροχρωματίνης είτε εσφαλμένη αναπαράσταση. Αυτές οι περιοχές αποτελούν το 8% του ανθρώπινου γονιδιώματος που τελικά αποκαλύφθηκε. Η νέα αναφορά T2T-CHM131 περιλαμβάνει πλήρη αλληλουχία και για τα 22 αυτοσώματα συν το χρωμόσωμα Χ. Αυτή η νέα αλληλουχία αναφοράς έχει επίσης διορθώσει πολλά σφάλματα και έχει προσθέσει περίπου 200 εκατομμύρια bp νέων αλληλουχιών που περιέχουν 2,226 αντίγραφα γονιδίων, από τα οποία τα 115 προβλέπεται να κωδικοποιούν πρωτεΐνες.
Το τρέχον γονιδίωμα αναφοράς GRCh38.p13 προέκυψε ως αποτέλεσμα δύο σημαντικών ενημερώσεων, μίας το 2013 και μίας το 2019 στην αλληλουχία γονιδιώματος Celera 2001. Ωστόσο, είχε ακόμα 151 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων άγνωστης αλληλουχίας κατανεμημένα σε όλο το γονιδίωμα, συμπεριλαμβανομένων περικεντρομερών και υποτελομερών περιοχών, διπλασιασμούς, συστοιχιών γονιδίου και ριβοσωμικού DNA (rDNA), τα οποία είναι όλα απαραίτητα για θεμελιώδεις κυτταρικές διεργασίες. Η νέα αναφορά ονομάστηκε T2T-CHM13 καθώς προέρχεται από τον προσδιορισμό της αλληλουχίας του DNA από την κυτταρική σειρά CHM13 (Complete Hydatiform Mole) και εκτελείται από την κοινοπραξία T2T. Η κυτταρική σειρά προέρχεται από μη φυσιολογικό γονιμοποιημένο ωάριο ή από υπερανάπτυξη ιστού από τον πλακούντα στον οποίο οι γυναίκες φαίνεται να είναι έγκυες (ψευδή εγκυμοσύνη), επομένως η αλληλουχία αντιπροσωπεύει μόνο τα δύο χρωμοσώματα Χ και τα αυτοσώματα του θηλυκού. Πολλαπλές τεχνολογίες ακολουθίας έχουν τεθεί σε χρήση, όπως PacBio, Oxford Nanopore, 100X και 70X Illumina sequencers για να αναφέρουμε μερικές. Οι τεχνολογικές εξελίξεις στην αλληλουχία οδήγησαν στην αλληλουχία του υπόλοιπου 8% όπως αναφέρθηκε παραπάνω.
Ο μόνος περιορισμός της αλληλουχίας T2T-CHM13 είναι η έλλειψη χρωμοσώματος Υ. Αυτή η αλληλουχία βρίσκεται σε εξέλιξη, χρησιμοποιώντας το DNA από την κυτταρική σειρά HG002, η οποία έχει 46 (23 ζεύγη) με καρυότυπο XY. Η αλληλουχία στη συνέχεια θα συναρμολογηθεί χρησιμοποιώντας τις ίδιες μεθόδους που αναπτύχθηκαν για το ομόζυγο γονιδίωμα CHM13.
Η διαθεσιμότητα του T2T-CHM13 ως νέα αναφορά γονιδίωμα αντιπροσωπεύει μια σημαντική ανακάλυψη που θα βοηθήσει στην κατανόηση του ρόλου των περιοχών ετεροχρωματίνης και θα βοηθήσει στην κατανόηση των επιπτώσεών της στις κυτταρικές διεργασίες με μεγαλύτερη λεπτομέρεια. Μέχρι να ολοκληρωθεί η αλληλουχία του χρωμοσώματος Υ, αυτό θα χρησιμεύσει ως το γονιδίωμα αναφοράς για μελλοντικές μελέτες για την κατανόηση των κυτταρικών διεργασιών και λειτουργιών.
***
αναφορές
- Nurk S, Koren S, Rhie Α, Rautiainen Μ, Bzikadze AV, Mikheenko Α et αϊ. Η πλήρης αλληλουχία ενός ανθρώπινου γονιδιώματος bioRxiv 2021.05.26.445798; DOI: https://doi.org/10.1101/2021.05.26.445798
***
