آخرین مطالب

مطالعه نشان می دهد که اولین ژنوم کامل انسان برای تقویت تجزیه و تحلیل ژنتیکی آماده شده است


ژنوم

اعتبار: CC0 دامنه عمومی

در کنار ژنوم انسان به‌روزرسانی شده، که شکاف‌های طولانی‌مدت را پر می‌کند تا بیش از 3 میلیارد حرف را که کد ژنتیکی ما را تشکیل می‌دهند، به طور کامل بیان کند، یک مطالعه همراه جداگانه نشان داده است که می‌تواند به عنوان یک الگوی دقیق عمل کند که توانایی‌های توالی‌یابی DNA ما را بهبود می‌بخشد. جهش و مرز.

گروهی در کنسرسیوم Telomere-to-Telomere (T2T) – ابتکاری که ژنوم را تکمیل کرد – به رهبری موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، دانشگاه جان هاپکینز و دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، توانایی کامل ژنوم را آزمایش کردند. برای پشتیبانی از توالی یابی DNA از هزاران نفر. در مقاله جدیدی که در مجله منتشر شده است علوم پایهمحققان دریافتند که ده‌ها هزار خطا ایجاد شده توسط بازخوانی قبلی ژنوم را تصحیح می‌کند و برای تجزیه و تحلیل بیش از 200 ژن مرتبط با پزشکی بهتر است. یافته‌ها نشان می‌دهد که ژنوم T2T می‌تواند تحقیقات در مورد اختلالات ژنتیکی را تا حد زیادی تحریک کند و در آینده، بیماران ممکن است از مزایای تشخیص‌های قابل اعتمادتر بهره ببرند.

هنگامی که پزشکان و محققان DNA را برای مطالعه یا تشخیص یک اختلال ژنتیکی توالی‌بندی می‌کنند، از ماشین‌هایی استفاده می‌کنند که رشته‌هایی از DNA تولید می‌کنند که هر کدام بخشی از ژنوم بیمار یا موضوع تحقیق را منعکس می‌کنند. سپس آن‌ها آن رشته‌ها را با الگویی که ژنوم مرجع نامیده می‌شود مقایسه می‌کنند تا ایده‌ای در مورد ترتیب قرار دادن آنها به دست آورند.

جاستین زوک، مهندس زیست پزشکی NIST، یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: “اگر تعیین توالی DNA مانند کنار هم قرار دادن یک پازل است، ژنوم مرجع مانند تصویر پازل تمام شده روی جعبه است. به شما کمک می کند تا قطعات را کنار هم قرار دهید.” مطالعه.

پیشرفته‌ترین ژنوم مرجع قبل از نسخه T2T فاقد 8 درصد از ژنوم است و بخش‌های خاصی که در گذشته رمزگشایی برای فناوری‌های توالی‌یابی دشوار بوده است، مملو از خطا هستند.

این عیوب، مرجع را شبیه به یک تصویر جعبه پازل می‌کند که جاهای خالی دارد و قطعات را در جای اشتباه نشان می‌دهد. اما به لطف پیشرفت‌های فنی و علمی که در دو دهه گذشته در ژنومیکس انجام شده است، کنسرسیوم T2T توانست ژنوم مرجع انسان را پر و پاکسازی کند.

زوک و سایر نویسندگان مطالعه قصد داشتند نشان دهند که مرجع نهایی چقدر تفاوت در توالی یابی DNA ایجاد می کند.

این تیم در پروژه 1000 ژنوم (1KGP)، یک تلاش بین‌المللی که توالی‌های ژنومی متنوعی را از هزاران نفر از چهار قاره مختلف جمع‌آوری کرده است، زمینه‌ای برای اثبات مرجع پیدا کرد. به جای شروع از ابتدا و به دست آوردن DNA از افراد جدید، محققان توانستند بخش های DNA را که قبلاً توسط 1KGP ترسیم شده بود، کنار هم قرار دهند.

نویسندگان از برنامه های کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل 3202 ژنوم با مرجع T2T استفاده کردند و نتایج را با کار منتشر شده روی این ژنوم ها که با مرجع قبلی انجام شده بود مقایسه کردند. مشخص شد که ژنوم‌هایی که با استفاده از یکی از این دو مرجع به هم پیوند شده‌اند، در مناطق مهم تفاوت زیادی دارند.

ژنوم مرجع T2T میلیون ها تنوع ژنتیکی – امتداد DNA که از فردی به فرد دیگر متفاوت است – به ارمغان آورد که مرجع دیگر آن را نداشت. و همچنین ده ها هزار لکه را به ترتیب از بین برد، مانند تغییرات نادرست قرار گرفته. به عبارت دیگر، تغییرات جدید، جاهای خالی تصویر جعبه پازل را پر کردند و اصلاحات، قطعات درست پازل را نشان داد که هزاران قطعه قبلاً در جای خود نبودند.

زوک گفت: “چیزی که ما دریافتیم این بود که این مرجع جدید دقت را در همه جا بهبود بخشید. بنابراین، صرف نظر از اینکه اصل و نسب افراد، آفریقایی، قفقازی یا آسیایی بودند، مرجع جدید نتایج را برای آنها بهبود بخشید.”

برای درک دقیق‌تر قابلیت‌های مرجع جدید، محققان تلاش کردند از آن برای شناسایی تنوع در ۲۶۹ ژن با ارتباط شناخته شده یا مشکوک به بیماری استفاده کنند. این ژن‌ها در مناطقی از ژنوم که قبلاً رمزگشایی دقیق آن چالش برانگیز بود، پنهان شده‌اند.

نویسندگان برای انجام این آزمایش تمرکز خود را به تنها یک نفر محدود کردند که به طور گسترده توسط ژنوم تحت رهبری NIST در یک کنسرسیوم بطری مشخص می شود، نه هزاران نفر. زوک گفت، آنها تجزیه و تحلیل دقیقی از ژنوم این فرد انجام دادند که با استفاده از مجموعه‌ای از فناوری‌های توالی‌یابی قدرتمند که توسط مرجع جدید پشتیبانی می‌شوند، موافقت کرده بود تا کد ژنتیکی خود را عمومی کند.

برای تلاش‌های خود، آنها یک معیار ژنومی – یک بازخوانی دیجیتالی بسیار دقیق از DNA در ژن‌های مورد علاقه – به دست آوردند که می‌تواند به عنوان کلید پاسخ هنگام ارزیابی روش‌های توالی‌یابی عمل کند.

این تیم مراجع را با سه فناوری مختلف توالی یابی جفت کردند. اما بدون توجه به رویکرد، ژنوم T2T همیشه بهتر از نسل قبلی خود عمل می کند، حتی با یک فناوری تا 12 برابر خطا را کاهش می دهد.

ژنوم مرجع T2T نقشه‌برداری از طرح ژنتیکی ما را تکمیل می‌کند و نقطه عطفی در زمینه ژنومیکس را نشان می‌دهد. محققان در سرتاسر این زمینه اکنون می‌توانند مناطقی را در ژنوم که در گذشته غیرمجاز بودند، کاوش کنند و شروع به درک چگونگی ارتباط تعداد زیادی از ژن‌ها با بیماری‌های مختلف کنند. اما به گفته Zook، هنوز کارهای بیشتری باید انجام شود تا کلینیک ها آن را عملی کنند.

با توجه به همه نشانه‌ها تاکنون، مرجع T2T دقیق‌تر از مرجع فعلی است. با این حال، محققان از مرجع فعلی برای تجزیه و تحلیل میلیون‌ها ژنوم استفاده کرده‌اند و به دانش عمیقی دست یافته‌اند که برای تفسیر صحیح نتایج هنگام استفاده از آن ضروری است. کارشناسان باید به همان روشی که برای حرکت رو به جلو، ریزه کاری های مرجع جدید را درک کنند.

زوک گفت: «من فکر می‌کنم قطعاً کار بسیار بیشتری برای درک دقت توالی‌های DNA بسیاری از افراد در مناطقی از ژنوم وجود خواهد داشت که این مرجع اکنون در دسترس است.»


معیار جدید می تواند تشخیص انواع ژنتیکی مرتبط با آتروفی عضلانی ستون فقرات و سایر بیماری ها را بهبود بخشد.


اطلاعات بیشتر:
سرگئی آگانزوف و همکاران، ژنوم مرجع کامل تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیکی انسان را بهبود می بخشد. علوم پایه (2022). DOI: 10.1126/science.abl3533. www.science.org/doi/10.1126/science.abl3533

ارائه شده توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری

نقل قول: مطالعه نشان می‌دهد که اولین ژنوم انسانی کامل برای تقویت تجزیه و تحلیل ژنتیکی آماده شد (۲۰۲۲، ۳۱ مارس) در ۳۱ مارس ۲۰۲۲ از https://medicalxpress.com/news/2022-03-human-genome-poised-genetic-analysis.html بازیابی شد.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.