Научници коначно успели да секвенцирају последњи део људског генома: Y хромозом

Сада коначно имамом свеобухватан референтан људски геном који можда садржи и тајну о мушкој плодности.

„Сада када имамо ову 100 посто комплетну секвенцу Y хромозома, можемо да идентификујемо и истажимо бројне генетске варијације које би могле да утичу на људске особине и болести на начин на који раније нисмо могли“, наглашава Дилан Тејлор, генетичар са Универзитета Џонс Хопкинс и један од аутора студије.

Y хромозом садржи много секвенци које се понављају – укључујући неколико дугих палиндрома – који су га до сада чиниле углавном „нечитљивим“.

Предвођен геномичарем Арангом Риом из америчког Националног института за истраживање људског генома, конзорцијума који је прикладно назван Telomere-to-Telomere користио је напредне технике секвенцирања и новоразвијене биоинформатичке алгоритме да споје дугачке делове ДНК, коначно мапирајући Y хромозом у потпуности.

„Знали смо да до сада имамо непотпуну слику“, каже биоинформатичар са Универзитета Џонс Хопкинс, Раџив Мекој, што је можда сувише блага оцена, с обзиром на то да је у скици Y хромозома недостајало више од половине његових база.

Те празнине, од којих су многе обухватале гене који се односе на производњу сперме, довели су до разних врста нетачних претпоставки које су направљене у другим студијама. За неке раније непознате људске Y секвенце се, на пример, погрешно сматрало да су трагови узорака који контаминирају бактеријску ДНК.

„Али сада први пут можемо да видимо цео геном од почетка до краја", истиче Мекој.

Тим је попунио више од 30 милиона „слова“ у ДНК секвенци да би саставио Y хромозом у целости: свих 62.460.029 парова база. Такође су исправили вишеструке грешке у претходно секвенцираним деловима и открили 41 нови ген који кодира протеине.

„Највеће изненађење је колико су поновљене секвенце организоване“, истиче информатичар Адам Филипи, са америчког Националног института за истраживање људског генома.

„Скоро половина хромозома је направљена од наизменичних блокова две специфичне понављајуће секвенце познате као сателитска ДНК. Прави прелепу шару налик на пачворк.“

У другој студији коју је водио генетичар Пиле Халаст из лабораторије Џексон, истраживачи су отишли корак даље, користећи референтну секвенцу за састављање људских Y хромозома од 43 мушкарца, од којих је половина представљала афричку линију.

Заједно, скупови су обухватали 183.000 година људске еволуције и открили неке изненађујуће варијације у Y хромозому.

Као прво, Y хромозоми су били веома различитих величина, у распону од 45,2 милиона до 84,9 милиона парова база у дужини.

Постојале су и упадљиве структурне разлике: прецизне секвенце гена су биле очуване (тако да су и даље кодирали праве протеине), али су понекад већи делови ДНК били окренути, оријентисани у супротном смеру дуж Y хромозома.

„Када пронађете варијацију коју раније нисте видели, увек се понадате да ће те геномске варијанте бити важне за разумевање људског здравља“, напомиње Филипи.

До скора се знало да су гени на Y хромозому били укључени у агресивне облике уобичајених карцинома код мушкараца, као и да губитак Y хромозома покреће раст карцинома бешике. Али није се знало шта све није уочено.

Нова ера персонализоване медицине све је ближа што технологија секвенцирања више напредује, омогућавајући да се цели геноми – а не само одабрани делови – јефтино секвенцирају.

Али секвенцирање генома могло би погоршати диспаритете у здравству ако се не реше историјске неправде и недостатак већег и разноврснијег броја узорака у истраживачким студијама.

„На крају, како комплетно, тачно и без празнина састављање диплоидних људских генома постане рутинско, очекујемо да ће 'референтни геноми' постати познати једноставно као 'геноми'", закључују истраживачи.

Студије су објављене у часопису Nature.