Ученые закончили секвенирование человеческого генома. Опять таки.

Секвенирование целиком полного человеческого генома было работой десятилетий. Двадцать лет назад проект генома человека (HGP) объявил свою работу законченную, звездочкой. Даже десять лет спустя, полностью восемь процентов генома - так называемая «нежелательная ДНК» - было за пределами нашего понимания. Но идея нежелательной ДНК застряла в коллективном Chaw в науке. Мать-природа - это дешевый, а гены дорогие. Живые существа теряют гены для устойчивости к угрозам, которые они не испытывают. Почему ДНК нарушит свой собственный принцип парисимонии? Возобновилось много тисных аргументов.

Даже когда мы распутывались, что последние восемь процентов, осталось несколько неприятных властей. Но теперь, в закройке более чем дюжина рецензируемых бумаг, коалиция исследователей сообщают, что они секвелировали целый геном справочника человека, от начала до конца - Telomere для Telomere. Благодаря их усилиям мы не только знаем, что делает «нежелательную» ДНК, мы знаем, как это это делает.

«Это большое дело», - сказал Гуавтор Эрих Д. Джарвис. «Каждая базовая пара человеческого генома теперь завершена».

«Вы бы подумали, что, с 92 процентами генома уже давно завершено, еще один восемь процентов не будет вносить вклад,« добавил Джарвис. «Но от этого пропавшими восемь процентов, мы сейчас набираем совершенно новое понимание того, как клетки делятся».

«Как сломанная запись»

Один «представитель» копия человеческого генома составляет около трех миллиардов парных пар. Это гигантское. Во время секвенирования исследователи разбивают молекулы ДНК на кусочки управляемой длины. С EuchRomatin - 92% нашего генома, секвенированного HGP - легко прошить последовательность обратно вместе. Проблема возникает, когда она наступает в кратковременную последовательность и собрать гетерохроматин: ДНК того, что последние восемь процентов.

Далеко не мусор, гетерохромтинские коды для важных винтиков в сотовой техники, который обрабатывает нашу ДНК. Вместо того, чтобы кодировать для «нормальных» белков, гетерохроматин делает молекулы аксессуаров ДНК, включая тип называемого центромерами. Centromeres - это то, что объединяет две нити хромосомы, и они незаменимыми частью дивизии клеток. Но до сих пор Centromeres были главным препятствием в усилиях, чтобы пригласить ссылочный геномом.

Некоторые участки гетерохроматина петли на той же серии нескольких нуклеобаз, повторяющие их снова и снова, как сломанная запись. Другие просто длинные участки той же нуклеобазы - думают «AAAAAAAAAAAAAAAAAA», но тысячи баз долго. Центромеры имеют оба. Исторически, было сложно рассказать именно, как долго эти повторяющиеся участки, не говоря уже о том, чтобы выровнять их вправо. Тем не менее, международная группа генетиков решила объединить свои усилия, назвав себя консорциумом Telomere-Telomere (T2T). Лаборатория Jarvis использовала ряд инструментов, чтобы помочь T2T очистить «грязные» последовательности ДНК и генерировать бесплатные результаты.

ДНК Merfin '

Один такой инструмент - Мерфин. Merfin - это высокоэтактный инструмент секвенирования ДНК, который T2T используется для очистки некоторых из наиболее распространенных ошибок длин в человеческом геноме, включая центромеры.

«Геномы, которые мы генерируем в лаборатории, могут иметь много ошибок в них», - сказал Джулио Форменти, постдок в Лаборатории Ярвиса, который разработал Merfin. «Если даже одна или несколько базовых пар неверны, которые могут иметь большие последствия для общей точности геномной последовательности». Центромеры длинные и повторяющиеся, поэтому они очень подвержены этому виду ошибок. Но они достаточно важны, чтобы нам нужно получить их правильно.

«Растягивает одинаковые пары основы, такие как AAA, усердно к существующей технологии для оценки», - добавил Форменти. «На этих последовательностях часто есть ошибки, даже сейчас. Мерфин исправляет их.

Команда T2T сосредоточила свое внимание на одном геноме, полученном из своего рода нежизнеспособной ячейки, создаваемой, когда сперма оложил яйцо, у которого нет ядра. Из-за этого глюка в их развитии эти клетки имеют два копии ДНК отца - и никакой информации от матери. Они диплоидные клетки, но у них есть одна линия гена. Это сделало их главные цели для использования в качестве одного конечного генома. Это также сделало их главные цели для Merfin.

Помимо Merfin, исследователи использовали Pacific Biosciences Hifi DNA Sequencing Machine, наряду с методом секвенирования нанопоре Oxford Nanopore. Нанопор способен читать до миллиона основных пар за раз, а HiFi превосходит при точности. Внезапно центромеры стали намного легче последовательно и выровнять. «Это был последний кусок головоломки - например, надевая новую пару очков, - сказал Coauthor и T2T сопредседатель Адама Филиппи, исследователь в NIH.

С нетерпением жду

Хотя новый справочный геном завершен, он пришел из одной линии гена. Следовательно, секвенирование человеческого генома не автоматически представляет полное разнообразие человеческих гаплотипов. «Для решения этой предвзятости« Исследователи пишут в одном отчете »,« Справочный консорциум Pengenome Pencenome присоединился к консорциуму T2T для создания коллекции высококачественных справочных гаплотипов из разнообразного набора образцов ». Таким образом, исследователи намерены преследовать ссылочный геном для всей человеческой расы.

Тем временем ученые намерены использовать этот эталонный геном, чтобы лучше понять генетические заболевания, старение и процесс эволюции человека.

«С тех пор, как у нас был первый проект последовательности генома человека, определяя точную последовательность сложных геномных регионов, было сложно, - заявил в заявлении« Evan EiChler Consoutium Country Country Centre Evan Evan Evan ». «Я взволнован, что мы получили работу. Полный план будет революционизировать, как мы думаем о человеческом геномном варианте, болезнях и эволюции ».

Да, "Merfin 'ДНК" - это хромая шутка в хромой шутке. Я все еще думаю, что это смешно, и я умру на этом холме.