صبغي بشري متسلسل كامل للمرة الأولى

بعد مرور 17 عامًا على الانتهاء من مشروع الجينوم البشري ، لا تزال هناك فجوات في تسلسل الجينوم البشري. أعلن فريق من معهد علم الجينوم أنه ملأ جميع الفجوات في الصبغي X بتقنية جديدة للتسلسل بالمسام النانوية. هو تقدم والذي ، بالإضافة إلى اهتماماته العلمية ، يمكنه أن يجعل فهم بعض الأمراض الوراثية بشكل أفضل.

في عام 2003 ، تم الإعلان عن التسلسل الكامل للجينوم البشري. إذا كان هذا التعيين يغطي 99٪ من ثلاثة مليارات من قواعد الحمض النووي في الجينوم ، فلا يزال هناك العديد من الثقوب والتسلسلات المفقودة على الكروموسومات المختلفة. لأن الجينوم لم يتم تسلسله في وقت واحد: إنه نوع من الألغاز الضخمة التي أعيد بناؤها من تسلسل الحمض النووي الذي وضع نهاية ، مما يؤدي إلى الانقطاعات والتكرار. وبالتالي تحتوي مناطق معينة على العديد من التسلسلات الزائدة ، مما يجعل إعادة الإعمار صعبة للغاية. تخيل أحجية بسماء زرقاء كبيرة حيث لن يكون لدينا أي فكرة عن شكل وموقع القطع التي تتكون منها. وكلما كانت التسلسلات أصغر ، كان اللغز أكثر تعقيدًا. هذه التكرارات وفيرة بشكل خاص في المنطقة المركزية من الكروموسوم ، حيث تتقاطع التيلوميرات ، لأن الحمض النووي متشابك جدًا هناك.

ثقوب نانونية لتمرير الحمض النووي

يبدو أن فريقًا من معهد علم الجينوم بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز قد تغلب على هذه العقبات وأعلن للتو عن التسلسل الكامل للكروموسوم ، أي كروموسوم الجنس X. الباحثون ، بما في ذلك تم نشر النتائج في مجلة Nature ، واستخدموا جهاز تسلسل MinION الذي تم تصنيعه بواسطة Oxford Nanopore Technologies والذي يستخدم تسلسل nanopore. تتضمن هذه التقنية تطبيق تيار كهربائي على غشاء مثقب بآلاف الثقوب التي يبلغ قطرها نانومتر واحد. من خلال عبور هذه المسام النانوية ، تنتج القواعد النيتروجينية للحمض النووي نوعا مختلفًا من التيار ، مما يجعل من الممكن التعرف عليها. وبالتالي من الممكن نسخ تسلسلات أطول بكثير تقيس مئات الآلاف من أزواج القاعدة. “يمكننا بالتالي تغطية المناطق المتكررة بالكامل حتى الآن والتي تعتبر غير قابلة للذوبان” ، تقول كارين ميغا ، المؤلفة الرئيسية للدراسة.

ومع ذلك ، كانت هناك تمزقات متعددة في الجينوم كان على الباحثين تصحيحها يدويًا. اعتمدوا بشكل خاص على المتغيرات في التسلسلات المتكررة لتعمل كعلامات ، ثم تستخدم لمحاذاة وربط التسلسل معًا. تقول كارين ميغا: “استخدمنا عملية تكرارية على ثلاث منصات مختلفة لضبط التسلسل وتحقيق مستوى عالٍ من الدقة”. في المجموع ، أكمل الفريق بنجاح 29 حفرة في الكروموسوم X في قاعدة بيانات الجينوم المرجعي.

اكتشف أصل أمراض معينة

بالإضافة إلى قدرته على تغطية تسلسلات أطول بكثير ، يكتشف تسلسل المسام النانوية أيضًا القواعد المعدلة بواسطة المثيلة ، والتي لا تغير التسلسل نفسه ولكنها تؤثر على بنية الحمض النووي والتعبير عن الجينات. التغيرات اللاجينية الدقيقة التي لها تأثيرات فسيولوجية لدى الأفراد. تصف كارين ميغا قائلة: “بدأنا نكتشف أن بعض المناطق التي توجد بها فجوات في التسلسل المرجعي هي في الواقع من بين المناطق الأكثر ثراءً من حيث التباين في عدد السكان”. لذلك ما زلنا نفتقر إلى الكثير من المعلومات المهمة لفهم علم الأحياء والمرض. “

بعد الكروموسوم X ، بدأ الفريق في تسلسل الكروموسومات الأخرى. ولكن قد يكون هذا أكثر تعقيدًا قليلاً ، خاصة فيما يتعلق بالكروموسومات المركزية (13 و 14 و 15 و 21 و 22) ، التي لديها سنترومير كبير جدًا وبالتالي العديد من التكرار.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.