Genetik Yapboz: İnsan Pangenomunu Bir Araya Getirmek

Genetik Yapboz: İnsan Pangenomunu Bir Araya Getirmek

Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesi’nde Tıp, Genetik ve Genomik Bilimler alanında tanınmış bir profesör olan Dr. Eimear Kenny, kapsayıcı bir insan pangenom referansının oluşturulmasına öncülük etmiştir.



Eimear Kenny, 20 yıldan uzun bir süre önce bilim insanları insan genomunun ilk (neredeyse) tam dizilimini açıkladıklarında – o zamanlar tüm insanlar için temel plan olarak kabul edilen – lisans eğitimini yeni tamamlamış ve ilk hesaplamalı genomik işinde çalışıyordu. İnsan Genomu Projesi, yaygın ve nadir hastalıkların teşhisini ve nihai tedavisini hızlandırmak amacıyla tüm genomun haritasını çıkarmayı amaçlıyordu.

Dr. Kenny, hayati katkılarıyla insan çeşitliliğini önemli ölçüde artıran bir genom dizileri koleksiyonu olan yeni insan “pangenomu” referansının oluşturulmasını sağlayan dünya çapındaki bir avuç seçkin bilim insanından biri sayılabilir.

Bu yeni gelişmelerle ilgili ayrıntılar geçen ay yayınlanan birkaç Nature makalesinde açıklandı. 

Yeni pangenome referansı, bireysel bir genom dizisini karşılaştırmak için farklı genomlardan oluşan bir koleksiyondur. Metro sisteminin bir haritası gibi, pangenome grafiği, farklı renklerle temsil edilen bir dizinin alması için birçok olası rotaya sahiptir. Kredi: Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü

Genom, her canlının gelişmesine ve işlev görmesine yardımcı olan DNA talimatları kümesidir. Genom dizileri bireyler arasında küçük farklılıklar gösterir. İnsanlar söz konusu olduğunda, herhangi iki insanın genomu ortalama olarak yüzde 99’dan fazla aynıdır. Küçük farklılıklar her bireyin benzersizliğine katkıda bulunur ve sağlıkları hakkında bilgi sağlayarak hastalığın teşhis edilmesine, sonuçların tahmin edilmesine ve tıbbi tedavilerin yönlendirilmesine yardımcı olabilir.

“Son 20 yıldır tek bir insan referansımız var ve bu genom referansı olağanüstü güçlü oldu. Bu, gezegendeki on ya da yüz milyonlarca insanın genomlarının dizilenmesini sağlayan bir kaynaktır,” diyor çalışmanın ortak yazarlarından Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesi’nde Tıp ve Genetik ve Genom Bilimleri Profesörü olan Dr. Kenny. “Bununla birlikte, referans dizilerin çoğu gezegendeki yalnızca bir kişiyi temsil ettiği için sınırlıdır, bu nedenle daha nadir dizilere sahip olduğunuzda veya yalnızca belirli insanlarda olduğunda, temsil edilmezler. Bu nedenle, insan referansını nasıl güncelleyeceğimizi ve tüm dünyadaki çeşitli insanları çok daha fazla temsil etmesini nasıl sağlayacağımızı gerçekten düşünmemiz gerekiyordu, şimdi yaptığımız da bu.”

Yeni pangenom referansı 47 kişinin genom dizilerini içeriyor ve araştırmacılar bu sayıyı 2024 ortasına kadar 350’ye çıkarmayı hedefliyor. Her insan eşleştirilmiş bir kromozom seti taşıdığından, mevcut referans 94 farklı genom dizisi içeriyor ve projenin tamamlanmasıyla 700 farklı genom dizisine ulaşılması hedefleniyor.

“Genom bilimi kullanan temel araştırmacılar ve klinisyenler, insan nüfusunun olağanüstü çeşitliliğini yansıtan bir referans dizisine erişmeye ihtiyaç duymaktadır. Bu, referansın tüm insanlar için yararlı olmasına yardımcı olacak ve böylece sağlık eşitsizliklerinin yayılma olasılığını azaltmaya yardımcı olacaktır,” diyor NHGRI direktörü Eric Green, MD, PhD. “İnsan pangenom referansının oluşturulması ve geliştirilmesi, NHGRI’nin genomik bilginin ilerletilmesi ve genomik tıbbın eşitlikçi bir şekilde uygulanması için çok önemli olan genomik araştırmanın tüm yönlerinde küresel çeşitlilik için çaba gösterme hedefiyle uyumludur.”

Icahn Mount Sinai’deki Genomik Sağlık Enstitüsü’nün Kurucu Direktörü de olan Dr. Kenny, insan sağlığını iyileştirmek için rutin klinik bakımda genomik bilgilerin kullanımını hızlandırmak amacıyla genomik, tıp ve bilgisayar bilimi arayüzünde araştırmalara öncülük etmektedir.

Hastalık riskini etkileyen yeni genetik varyantların keşfi için makine öğrenimi yaklaşımlarını ve büyük ölçekli genomik bilgi veri tabanlarını kullanmaktadır. Ayrıca, çeşitli popülasyonlarda genomik tıbbın uygulanmasına yönelik büyük klinik araştırmaları da denetliyor.

Bu uzmanlık karşılığını verdi.

“Birçok birey arasında benim bu konsorsiyumdaki rolüm, bu uluslararası bilimsel çabaya katkıda bulunmak ve özellikle de yeni pangenom referansını oluşturan genomların seçilmesine yardımcı olmaktı, böylece bu kaynak gezegendeki birçok insana en iyi şekilde fayda sağlayacaktı” diyor.

Dr. Kenny, farklı popülasyonlardan genomları pangenoma dahil etmek için popülasyon genetiği yaklaşımlarını, topluluk katılımını ve sosyal yardımları kullanan bir ekibin eş başkanlığını yapmıştır. Bu, genomik araştırmalarda yetersiz temsil ve önyargı sorunlarının ele alınmasına yardımcı olacak ve farklı popülasyonlar arasında araştırma bulgularının doğruluğunu ve genelleştirilebilirliğini artırabilir.

2003’te tamamlanan İnsan Genomu Projesi, toplam insan genomu dizisinin yaklaşık yüzde 92’sini kapsıyordu. Bir seferde DNA’nın daha uzun kısımlarını okuyan uzun okumalı DNA dizilimi gibi son teknolojik gelişmeler, araştırmacıların bu boşlukları doldurarak ilk tam insan genomu dizisini oluşturmalarına yardımcı oldu. Gelişmeler, Science dergisinin 1 Nisan 2022 tarihli sayısında altı makaleden oluşan bir set halinde ve diğer bazı dergilerde yayınlanan tamamlayıcı makalelerle birlikte rapor edildi. Bu bulgular mevcut pangenom referansına dahil edildi.

“Bugün sahip olduğumuz genomik teknolojisindeki ilerlemelerden çok memnunum. Uzun okumalı dizilemenin bu yeni dönemi, diğer yeteneklerle birlikte, genomik dizilerin çok daha yüksek çözünürlüğünü elde etmemizi ve özellikle de yapısal varyantlar olarak adlandırılan ve şimdiye kadar kısa okuma teknolojisiyle tespit edilmesi çok zor olan daha büyük genomik varyantları daha doğru bir şekilde tanımlamamızı sağlıyor. Bu, tıbbi açıdan önemli varyantları bulma hızımızı artırmamızı ve dizileme maliyetlerini önemli ölçüde azaltmamızı sağladı” diyor Dr. Kenny.

Dr. Kenny, daha da önemlisi, bu varyantları daha iyi bilmenin, hangi genlerin gerçekten nadir olduğunu veya dünyanın belirli bölgelerinde daha yaygın olup olmadıklarını aydınlatmaya yardımcı olacağını söylüyor.

“Bir diğer önemli husus ise, gerçekten küresel temsiliyet için çalışan bir kaynak yaratmaya çalışıyor olmamız. Gezegenin her yerindeki insanların kendileri için en uygun olan kaynaklara ihtiyaç duyduklarını kabul etmeye yönelik bir yol izlememiz gerekiyor,” diyor Dr. Kenny.

Kaynak: https://scitechdaily.com

Derleyen: Figen Berber 

İlk Kez Tamamlanan İnsan Pangenomu İnsanlığın Çeşitliliğini İçeriyor