(Maciej Frolow / Getty Images) 2003 yılında tarih yazıldı. İlk kez, insan genomu dizilendi . O zamandan beri, teknolojik gelişmeler ince ayarlara, ayarlamalara ve eklemelere olanak sağlayarak insan genomunu şimdiye kadar dizilenmiş en doğru ve eksiksiz omurgalı genomu haline getirdi.
Bununla birlikte, insan kromozomları da dahil olmak üzere bazı boşluklar kalır. Genel olarak onları oldukça iyi anlıyoruz, ancak dizilerde hala bazı boşluklar var. Şimdi, ilk kez, genetikçiler bu boşluklardan bazılarını kapatarak bize bir insan X kromozomunun ilk eksiksiz, boşluksuz, uçtan uca (veya telomerden telomere) dizisini verdi.
Başarı, DNA ipliklerinin ultra uzun okunmasını sağlayan ve daha eksiksiz ve sıralı bir montaj sağlayan nanopor dizilimi adı verilen yeni bir teknikle sağlandı.
Bu, bir seferde yalnızca kısa bölümlerin okunabildiği önceki sıralama tekniklerinin aksine. Daha önce, genetikçiler bu bölümleri bir yapboz gibi bir araya getirmek zorundaydılar.
Bunda oldukça iyi olsalar da, parçalar aynı görünmeye meyillidir, bu yüzden doğru anlayıp anlamadığınızı bilmek çok zor - sadece doğru sırada değil, aynı zamanda dizide kaç tekrar var. Ve elbette, dakika boşlukları var.
'Referans dizisinde boşlukların olduğu bu bölgelerin bazılarının aslında insan popülasyonlarındaki çeşitlilik açısından en zengin bölgeler arasında olduğunu bulmaya başlıyoruz, bu yüzden insan biyolojisini anlamak için önemli olabilecek birçok bilgiyi kaçırıyoruz ve hastalık,' uydu DNA biyoloğu Karen Miga Kaliforniya Üniversitesi Santa Cruz Genomik Enstitüsü'nden.
Nano gözenek dizilimi işte burada devreye giriyor. Elektriksel olarak dirençli bir zar içine yerleştirilmiş bir protein nano gözenekinden - nano ölçekli bir delik - oluşur. Nanopore içinden geçen membrana akım uygulanır. Genetik materyal nanopore beslendiğinde, akımdaki değişiklik bir genetik diziye çevrilebilir.
Daha da iyisi, bu teknoloji, DNA'nın milyonlarca kopyasını oluşturarak çoğaltan bir teknik olan polimeraz zincir reaksiyonuna olan bağımlılığı azaltır.
Miga ve ekibi, nadir görülen bir tür iyi huylu rahim tümöründen elde edilen DNA'yı incelemek için bu tekniği kullandı. hidatidiform köstebek , diğer sıralama teknolojileriyle birlikte - illumina ve PacBio - nihai sonucun mümkün olduğunca eksiksiz olduğundan emin olmak için.
'Sırayı cilalamak ve yüksek bir doğruluk düzeyine ulaşmak için üç farklı sıralama platformu üzerinde yinelemeli bir süreç kullandık,' dedi mega . 'Benzersiz belirteçler, ultra uzun okumalar için bir sabitleme sistemi sağlar ve okumaları tutturduğunuzda, her bir üssü aramak için birden çok veri seti kullanabilirsiniz.'
Yine de, bu yedeklerle bile, hala bazı boşluklar vardı - en önemlisi, kromatitleri birbirine bağlayan yapı olan sentromerde: bir kromozomun bölündüğü iplik benzeri iplikler. Bu bölge mitoz için hayati - ama aynı zamanda çok karmaşık. X kromozomunda, 3,1 milyon DNA'yı kapsayan oldukça tekrarlayan bir bölgedir. baz çiftleri .
Araştırmacılar, tekrarlarda küçük değişiklikler arayarak bu çok zor yapıyı çözmeyi başardılar. Bu varyasyonlar, bilim adamlarının sentromer için tam bir dizi oluşturmak üzere uzun okumaları hizalamalarına ve bağlamalarına izin verdi.
'Benim için 3 megabaz boyutunda bir tandem tekrarı bir araya getirebileceğimiz fikri akıllara durgunluk veriyor,' dedi mega . 'Artık daha önce zorlu olduğu düşünülen milyonlarca üssü kapsayan bu tekrar bölgelerine ulaşabiliyoruz.'
Bu titiz yaklaşım, ekibin mevcut X kromozomu referansındaki 29 boşluğun tamamını kapatmasına izin verdi. İnsan genomunu tamamen haritalamak için projede ileriye doğru atılmış büyük bir adım.
'Sonuçlarımız, tüm insan genomunun bitirilmesinin artık ulaşılabilir olduğunu gösteriyor' araştırmacılar makalelerinde yazdı , 've burada sunulan veriler, kalan insan kromozomlarını tamamlamak için devam eden çabaları mümkün kılacaktır.'
Takımın verileri tam olarak şurada mevcut: GitHub ve makale yayınlandı Doğa .