Мы наконец-то нанесли на карту весь геном человека

К октябрю 2004 года ученые опубликовали окончательные результаты секвенирования в журнале Nature. В ходе работы исследователи сформировали последовательности ДНК, содержащие примерно 90% генома человека. Другими словами, их работа не была завершена.

После завершения проекта «Геном человека» в 2000 году исследователи создали несколько справочников по геному. Последнее крупное обновление ученые сделали в 2017 году, дополнив справочник ГРЧ38, созданный в 2013 году, и исправили около тысячи ошибок в скомпилированных последовательностях.

В то же время GRCh38 также неполный — около 8% генома отсутствовало не потому, что ученые не пытались его нанести на карту, а из-за технических проблем. Теперь, благодаря передовым технологиям секвенирования, ученые утверждают, что успешно секвенировали весь геном человека.

Все, что вам нужно знать о новом полном секвенировании генома человека и почему это важно

1. В новом исследовании специалисты международного консорциума Telomere-to-Telomere (T2T) работали над неидентифицированными участками генома и заполнили пробелы полученными данными. По словам исследователей, они составили полное руководство по геному человека T2T-CHM13.

2. Авторы использовали методы long-read секвенирования: одномолекулярный PacBio HiFi и нанопористый Oxford Nanopore в сочетании с почти полностью гомозиготной линией CHM13hTERT (CHM13). Исследователи обозначили первую черновую сборку генома как CHM13v0.9.

3. Позже к нему были добавлены десять мегабаз с генами рРНК и была получена полная сборка CHM13v1.1. Средняя точность сборки была между Phred Q67 и Q73 (одна ошибка на десять мегабаз). Это означает, что исследователи не охватили регионы с низким охватом — всего 0,3% генома.

4. В T2T-CHM13 авторы включили сборку из 22 аутосом человека и X-хромосомы без разрывов, включая более 3 миллиардов нуклеотидных пар ядерной ДНК и 16 тысяч нуклеотидов митохондриального генома. Это на 200 млн пар оснований больше, чем ГРЧ38.

5. В новом справочнике нет данных по Y-хромосоме, потому что исследователи взяли образцы у женщины с молярной беременностью для изучения. При этом виде патологии дефектная яйцеклетка не содержит ядра с собственными хромосомами, поэтому после оплодотворения внутри остаются две копии набора из 23 отцовских хромосом.

6. Из таких яиц вместо зародышей появляются пузыри. Исследователи заявили, что они уже работают над клеточной линией HG002 с 46 кариотипами XY.

7. Другие ученые выразили обеспокоенность по поводу клеточной линии CHM13. Поскольку авторы заморозили и хранили культуру клеток в лаборатории в течение некоторого времени, клеточный детрит (мертвое органическое вещество) мог присутствовать в CHM13.

8. Следовательно, данные о детрите могут присутствовать в T2T-CHM13. Авторы утверждают, что перед секвенированием генома они провели тщательный анализ, и исключают такую ​​возможность.

9. Исследователи используют полное секвенирование генома для генетических исследований в различных областях. Например, в мае этого года антропологи на основе анализа ДНК определили отличия клеточного метаболизма у неандертальцев и современного человека. Кроме того, секвенирование генома используется врачами для диагностики, лечения и прогнозирования генетических заболеваний.

10. В случае успешного рецензирования исследование T2T-CHM13 станет наиболее полным справочным материалом по геному человека. По словам исследователей, на основе полученных данных уже можно проследить регуляцию генов и искать новые взаимосвязи в работе разных участков генома.