Первая 100% секвенированная хромосома
Проект «Геном человека» (1988-2003) был направлен на создание полного секвенирования ДНК генома человека. В результате исследователи объявили о покрытии 99% из трех миллиардов оснований ДНК генома. Таким образом, на разных хромосомах все еще много пробелов и недостающих последовательностей.
Следует знать, что геном не был секвенирован за один раз, а был реконструирован из последовательностей ДНК, поставленных впритык, то есть от теломеры к теломере. Обратите внимание, что эти области находятся на концах хромосомы. В результате это приводит к разрывам и повторениям. Но дело в том, что до сегодняшнего дня ни одна из хромосом не могла быть секвенирована в полном объеме.
В исследовании, опубликованном в журнале 14 июля 2020 года, группа из Института геномики Калифорнийского университета в Санта-Крус (США) указала, что они достигли цели. Исследователям удалось полностью секвенировать Х-половую хромосому! После этого успеха они сейчас работают над секвенированием других хромосом.
Очень эффективная техника
Ученые использовали секвенсор MinION, разработанный Oxford Nanopore Technologies. Этот секвенсор использует секвенирование нанопор. Это метод, направленный на подачу электрического тока на мембрану, перфорированную тысячами отверстий диаметром около одного нанометра.
Однако, проходя через нанопоры, азотные основания ДНК производят различные вариации тока, что позволяет идентифицировать их. Таким образом, становится возможным транскрибировать более длинные последовательности. Исследователи объяснили, что этот метод позволил полностью охватить повторяющиеся области, те же самые, которые были проблематичными ранее.
Тем не менее многие разрывы оставалось исправить вручную. Руководители проекта полагались на вариации повторяющихся последовательностей. Эти последние служили маркерами для выравнивания и связывания последовательностей. В общей сложности, исследователи завершили 29 отверстий, присутствующих в эталонной Х-хромосоме!
Кроме того, секвенирование нанопорами позволило обнаружить модифицированные основания путем метилирования. Они не изменяют саму последовательность, но влияют на структуру ДНК, а также на экспрессию генов. Однако факт заключается в том, что эти изменения, пусть даже незначительные, вызывают физиологические эффекты у людей. Работа еще предстоит долгая, но в будущем она может быть связана с выяснением происхождения тех или иных заболеваний.