Yeni İnsan Genom Haritası Tıp Bilimini Değiştirebilir
İnsan genomunun şimdiye kadarki en kapsamlı görünümü ortaya çıktı ve bilim insanlarının atladığı karmaşık kısımları ele alıyor.
Yeni çalışma, farklı insanlarda hastalık riskini ve ilaç tepkisini açıklamaya yardımcı olan tekrar açısından zengin, şekil değiştiren DNA’nın neredeyse tamamını bir araya getiriyor.
Tek bir düzenli dizi değil, farklı atalardan alınan ve alışılmadık bir netlikle çözümlenen 65 tam genomdan oluşuyor.
Bu ölçek ve kalite, alanı, bakımın her kişinin genetik yapısına göre ayarlandığı hassas tıpta pratik kullanıma doğru taşıyor.
DNA’nın gizli değişimlerini ortaya çıkarmak
Okunması en zor bölgeler yapısal varyantlara ev sahipliği yapar . Bunlar arasında genlerin çalışma şeklini sıklıkla değiştiren büyük eklemeler, silmeler, ters çevirmeler, çoğaltmalar ve yer değiştirmeler bulunur.
Bu varyantları göz ardı ederseniz, risk modelleri yetersiz kalır ve nadir hastalık teşhisleri çıkmaza girer. Doğru teşhis, belirsiz bir genetik ipucu ile güvenilir bir klinik cevap arasındaki farktır.
Çalışmaya, İnsan Genomu Yapısal Çeşitlilik Konsorsiyumu’nun ( HGSVC ) bir parçası olarak Jackson Laboratuvarı ve UConn Sağlık’tan Christine Beck eş başkanlık etti .
Genom haritası neyi gösteriyor?
Ekip, 130 haplotipte, daha önceki referanslardan sonra kalan montaj boşluklarının yüzde 92’sini kapattığını ve telomer kromozomlarının yüzde 39’unu telomer durumuna getirdiğini bildiriyor.
Bu seviyedeki bir bitiş, araştırmacıların boşluklar arasında tahminde bulunmak yerine uzun, karmaşık uzantıları uçtan uca takip etmelerine olanak tanır.
Uzmanlar, eski yöntemlerle çözülemeyen 1.852 adet karmaşık yapısal varyantı çözdü.
Ekip ayrıca, hücre bölünmesinde kromozomların düzgün bir şekilde ayrılması için gereken kontrol merkezleri olan 1.246 insan sentromerini de doğruladı. Bu bölgeler, tekrarlayan DNA’ları nedeniyle uzun süre birleşmeleri engellemişti.
Gen aktivitesini yeniden düzenleyen diziler
Ekip, gen aktivitesini yeniden düzenleyebilen hareketli diziler olan transpozon elemanlarından 12.919 ekleme katalogladı; bu, burada tespit edilen tüm yapısal varyasyonun yaklaşık yüzde 10’unu oluşturuyor.
Bu katalog, daha önce arka plan gürültüsü olarak kullanılan şeyi hastalık çalışmaları için yorumlanabilir bir sinyale dönüştürüyor.
Araştırma, sindirimi ve gelişimi etkileyen diğer bölgelerle birlikte bağışıklık sistemiyle ilişkili Majör Histokompatibilite Kompleksi (MHC) için bitişik diziler sunmaktadır. Bu bölgelerin her biri, kliniklerdeki tanı veya tedavi kararlarında doğrudan önem taşımaktadır.
Genetikte temsil önemlidir
Uzun yıllar boyunca, genetik referans verileri dünya nüfusunun büyük bir bölümünü kapsam dışında bırakmıştı. Bu yeni çalışma, daha kapsayıcı ve eksiksiz bir kaynak oluşturarak bu açığı kapatmak için tasarlandı.
Teknoloji ancak yakın zamanda bilim insanlarının, bir zamanlar alanı sınırlayan büyük boşluklar olmadan tüm genomları dizileyebilmesine olanak sağlayacak kadar ilerledi.
Araştırmacılar, bu araçları kullanarak, inceledikleri her genomdaki yapısal varyantların yüzde 95’inden fazlasını yakalayabildiklerini tahmin ediyor.
Zor yerler, pratik kazançlar
MHC, 100’den fazla insan hastalığıyla ilişkili yoğun bir bağışıklık varyasyonu taşır, bu nedenle tam olarak grafiklenmesi, klinisyenlerin popülasyonlar arasında riski daha ayrıntılı bir şekilde değerlendirmelerine yardımcı olur.
Referans önyargılı veya eksik olduğunda, bu ilişkiler verilerde baskın olan birkaç atalara doğru eğilir.
Çalışma, spinal müsküler atrofide ilaç hedefleri olan SMN1 ve SMN2 genleri için eksiksiz diziler sunuyor. Bu önemli çünkü nusinersen gibi tedaviler bebeklerin hayatta kalma oranını artırıyor ve daha iyi haritalar tanı ve tedavi uygunluğunu hızlandırıyor.
Araştırmacılar ayrıca, 2023’te ilk kez boşluksuz bir Y dizisi üreten bir çalışmanın üzerine inşa ederek, Y kromozomunun özellikle inatçı kısımlarını da tamamladılar.
Birçok Y’yi kapatmak ve karşılaştırmak, bu tekrarlara ve palindromlara dayanan doğurganlık araştırmaları ve adli çalışmalar için daha temiz temel çizgiler sağlar.
Küresel bir genom haritası oluşturma
Bu çığır açan araştırma, iki yeni temele dayanmaktadır. Telomerden Telomere Konsorsiyumu, 2022 yılında tek bir insan genomunun ilk tam dizisini yayınladı.
Bu başarı, son yaklaşımlarla tam kromozomların mümkün olduğunu kanıtladı.
2023 yılında İnsan Pangenom Referansı, birçok kökenden 47 bireyi bir araya getirerek temsiliyetini genişletti; bu, tek bir genom ölçütünden küresel çeşitliliği yansıtan bir referans ailesine geçiş anlamına geliyordu.
Genom haritası ve sağlık
Referans genomlar yaygın varyasyonları kaçırdığında, klinik süreçler zorlaşır. Yapısal varyant kataloglarının genişletilmesi, okuma eşlemeyi, varyant çağırmayı ve yorumlamayı iyileştirir.
Sonuç olarak bu, nadir hastalıkların teşhisini ve atalar arası risk tahminini güçlendirir.
Bir yeniden düzenleme, doza duyarlı bir genin yanına yerleştirildiğinde veya bir güçlendiriciyi hedefinden uzaklaştırdığında, biyolojik etki büyük olabilir ve kısa okuma araçları tarafından gözden kaçırılabilir. Bu çalışma, bu olayları nihayet klinik ihtiyaçlarla eşleşen bir ölçekte görünür kılıyor.
Genomların hareketli parçaları
Yeni meclisler ayrıca endojen retrovirüslerin ve diğer transpozonatif elementlerin düzenleyici anahtarlara nasıl katkıda bulunduğunu da açıklığa kavuşturuyor.
Son çalışmalar, antik virüslerden gelen uzun terminal tekrarlarının, kendi güçlendirici motiflerine sahip farklı alt aileler oluşturduğunu göstermektedir. Bu motifler, primat soyları arasında gen düzenlemesini etkileyen şekillerde artıp azalabilir.
Günlük ölçeklerde, bitmiş amilaz bölgesi gen dozajının diyete bağlanmasına yardımcı olur. Yüksek nişastalı diyet uygulayan popülasyonlardaki kişiler, daha fazla tükürük amilaz kopyası taşıma eğilimindedir; bu, belirgin fizyolojik etkiye sahip yapısal varyasyonun bir örneğidir.
Genom haritasının bundan sonraki aşaması nedir?
Açık yöntemler ve paylaşılan veri kümeleri, diğer ekiplerin de artık aynı bütünlük düzeyine ulaşabilmesi anlamına geliyor. Hassas tıbbın faydalarının yalnızca genetik araştırmalarda halihazırda aşırı temsil edilenlere değil, herkese ulaşması için bu çok önemli .
Eskiden kara kutular olan kas, bağışıklık ve nörogelişim bölgeleri artık çok daha az kesintiyle tanımlanıyor. Bu netlik, referans genomlar, klinik süreçler ve DNA’yı sağlık sonuçlarına bağlayan bilim için yeni bir çıta belirliyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Yeni İnsan Genom Haritası Tıp Bilimini Değiştirebilir
Beyin Bağışıklık Hücreleri ve Alzheimer Arasında Yeni Bağlantı
/Yeni İnsan Genom Haritası Tıp Bilimini Değiştirebilir/