Исследователи заявили о первой полной расшифровке генома человека

Два десятка лет назад геном человека впервые секвенировали. В недавнем исследовании международный консорциум учёных заявил, что теперь человеческий геном расшифровали полностью, включая восстановление пропущенных в прошлых исследованиях фрагментов. 

В июне 2000 года проект «Геном человека» и корпорация Celera Genomics заявили о завершении работ над секвенированием генома человека. В феврале 2001 года они опубликовали черновой вариант генома. К октябрю 2004 года учёные опубликовали итоговые результаты секвенирования в журнале Nature. В ходе работ исследователи сформировали последовательности ДНК в составе эухроматина, содержащегося в примерно 90 % генома человека. 

После завершения проекта «Геном человека» в 2000 году исследователи продолжали создавать геномные справочники. Последнее крупное обновление учёные сделали в 2017 году, где дополнили созданный в 2013 году справочник GRCh38 и исправили около тысячи ошибок в составленных последовательностях. При этом GRCh38 тоже неполный — около 8 % генома пропущено из-за ошибок при секвенировании. 

В новом исследовании специалисты международного консорциума Telomere-to-Telomere (T2T) работали над нерасшифрованными участками генома и заполнили пробелы полученными данными. По словам исследователей, они составили полный справочник человеческого генома T2T-CHM13. Учёные опубликовали результаты на bioRxiv и ждут рецензирования работы. 

Авторы использовали методы секвенирования с длинными прочтениями: одномолекулярное PacBio HiFi и нанопоровое Oxford Nanopore в сочетании с почти полностью гомозиготной линией CHM13hTERT (CHM13). Первую черновую сборку генома исследователи обозначили как CHM13v0.9. Позже добавили в неё десять мегабаз с генами рРНК и получили полную сборку CHM13v1.1. Средняя точность сборки находилась между Phred Q67 и Q73 (одна ошибка на десять мегабаз). Это значит, что исследователи не охватили регионы с низким покрытием — лишь 0,3 % генома. 

В T2T-CHM13 авторы включили беззазорную сборку 22 аутосом человека и Х-хромосомы, включающие свыше 3 млрд пар нуклеотидов ядерной ДНК и 16 тыс пар нуклеотидов митохондриального генома. Это на 200 миллионов пар оснований больше, чем у GRCh38. 

В новом справочнике нет данных Y-хромосомы, поскольку исследователи взяли образцы для исследования у женщины с молярной беременностью. При таком типе патологии дефектная яйцеклетка не содержит ядра с собственными хромосомами, поэтому после оплодотворения внутри остаётся две копии набора из 23 отцовских хромосом. Из таких яйцеклеток вместо эмбрионов появляются пузырные заносы. Исследователи сказали, что уже работают над клеточной линией HG002 с 46 кариотипами XY. 

Другие учёные высказывают опасения по поводу клеточной линии CHM13. Поскольку авторы замораживали и некоторое время хранили клеточную культуру в лаборатории, в CHM13 мог присутствовать клеточный детрит (мёртвое органическое вещество). Поэтому в T2T-CHM13 могут присутствовать данные детрита. Авторы утверждают, что провели тщательный анализ перед секвенированием генома и исключают такую возможность.

Исследователи используют полное секвенирование генома для генетических исследований в разных областях. Например, в мае этого года антропологи на основе анализа ДНК определили различия между метаболизмом клеток у неандертальцев и современных людей. Кроме того, секвенирование генома используют медики для диагностики, лечения и прогнозирования генетических заболеваний. 

В случае успешного рецензирования исследования T2T-CHM13 станет самым полным справочником человеческого генома. По словам исследователей, на основе полученных данных уже можно прослеживать регуляцию генов и искать новые взаимосвязи в работе разных участков генома. Для этих целей учёные опубликовали T2T-CHM13 в браузере генома UCSC и Reservoir Genomics.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *