Біологи визначили послідовності останніх відсотків геному людини, які досі повністю секвенувати не вдавалося.
Фото Від jamesteohArt
Міжнародний консорціум T2T оголосив про успішне завершення роботи. Двадцять років по тому після того, як була визначена послідовність генома людини, вчені розібралися з рештою ділянками — приблизно вісьмома відсотками, секвенувати які було найскладніше. Про це повідомляється в прес-релізі американського Національного інституту здоров’я (NIH); стаття про роботу опублікована в журналі Science.
Геном людини був практично повністю визначений ще в 2003 році, в рамках глобального дослідження Human Genome Project. Для того часу завдання було грандіозним, і в його вирішенні брали участь сотні дослідників з різних вузів і країн. Вони успішно секвенували близько 92 відсотків ДНК — гени і ділянки між ними, які складають еухроматин. У клітинах еухроматин активно працює, тому залишається «розплетеним» і скручується в більш компактну форму лише для поділу.
На відміну від нього, гетерохроматин постійно зберігає компактну форму і не кодує білків. Він виконує насамперед допоміжні функції, підтримуючи структуру і цілісність хромосом, забезпечуючи їх взаємодію з білками тощо. Гетерохроматин розташований, наприклад, в центромерах — ділянках, в яких пара сестринських хромосом з’єднується, утворюючи впізнавану букву «Х», — і в теломерах, кінцевих ділянках хромосом. Ця ДНК відрізняється наявністю довгих повторюваних послідовностей, визначення яких становить велику проблему.
- Мікропластик вперше виявлений глибоко в легенях живих людей
- Виявлена мутація, що підвищує стійкість до холоду
Нагадаємо, для секвенування нитку ДНК потрібно розрізати на безліч фрагментів, потім визначити послідовність нуклеотидів кожного з них і, нарешті, з’єднати отримані коди в правильному вихідному порядку. Але якщо код являє собою сотні коротких повторів, які не відрізняються один від одного, така робота стає практично неможливою. Саме тому учасникам Human Genome Project довелося пропустити цю невелику частину геному — благо для завдань науки і медицини він грає далеко не головну роль.
Однак повне розуміння пристрою генома вимагає як мінімум повної послідовності, а з часом і технології секвенування зробили великий крок вперед. Тому кілька років тому почав роботу новий Консорціум Telomere to Telomere (T2T), поставивши перед собою завдання розібратися з ділянками гетерохроматину. У 2021 році його учасники представили “чорновий” результат, а тепер – остаточний, що охопив відсутні вісім відсотків геному.
Для цього біологам довелося піти на невелику хитрість, використовуючи для секвенування ДНК з клітинної лінії зі спадковим порушенням, в результаті якого вони несуть дві ідентичні копії кожної хромосоми (замість однієї материнської і однієї батьківської). Тому Консорціум T2T не завершив свою роботу: як мінімум його учасникам ще належить секвенувати гетерохроматин на непарній Y-хромосомі.
Значення цієї роботи не варто недооцінювати. У минулому багато ділянок гетерохроматину дійсно вважалися “сміттєвою” ДНК, що накопичилася за мільярди років еволюції і не грає ніякої ролі в житті людського організму. Сьогодні ж вчені розуміють, що і ці фрагменти виконують важливі функції, не тільки структурні, але і, наприклад, регуляторні, контролюючи активність генів еухроматину. Багато важких захворювань пов’язані з порушенням роботи саме гетерохроматину.