V roku 2003 sa udiala veľká vec. Prvýkrát sa vedcom podarilo sekvenovať ľudský genóm. Odvtedy sa však technológie stále vylepšovali, vznikali úpravy a vylepšenia, vďaka ktorým sa ľudský genóm stával najpresnejším a najkompletnejším genómom stavovcov, aký ľudstvo pozná.
Niektoré medzery v genóme však zostávali, a to vrátane ľudských chromozómov, uvádza web Science Alert. Tie sú pomerne dobre zmapované a pochopené, ale v ich sekvenciách stále ostávajú prázdne miesta. Genetikom sa ale teraz prvýkrát podarilo vyplniť tieto medzery a poskytli tak prvú úplnú sekvenciu ľudského chromozómu X bez medzier, uvádzajú v štúdii uverejnenej v Nature.
Nová technika
Tento úspech sa podaril novou technikou nazvanou nanoportálne sekvenovanie, ktorá umožňuje prečítať dlhé časti reťazcov DNA, čím sa získava úplnejšia a sekvenčnejšia zostava.
Predchádzajúce techniky sekvenovania dokázali naraz prečítať iba krátke sekcie. Tie museli potom genetici skladať ako puzzle. Aj keď aj toto skladanie majú zvládnuté, niektoré časti genómu vyzerajú rovnako, takže je veľmi ťažké určiť, či ich umiestnili správne. Pritom nie je dôležité iba poradie, ale aj správne opakovanie v samotnom poradí. A, samozrejme, stále tam mali nevyplnené medzery.
Vyplnili medzery
„Zisťujeme, že niektoré z regionóv, v ktorých boli medzery v referenčnej sekvencii sú v skutočnosti jedny z najbohatších na rozdiely v ľudskej populácii. Chýba nám tak veľa informácií, ktoré by mohli byť dôležité pre pochopenie ľudskej biológie a tiež chorôb,“ uviedla biologička Karen Miga z Kalifornského genomického inšitútu Santa Cruz.
Pri novej technike sa využívajú nanopóry. Pozostáva z proteínovej nanopóry umiestnenej v elektricky odolnej membráne. Na membránu sa aplikuje prúd, ktorý prechádza cez nanpór. Zmena prúdu sa potom prenesie do genetickej sekvencie.
Táto technika znižuje spoliehanie sa na polymerázovú reťazovú reakciu, ktorá rozmnožuje DNA vytvorením jej miliónov kópií. Miga použila novú techniku na štúdium DNA získanej zo zriedkavého benígneho nádoru maternice. Následne ju overila pomocou ďalších techník sekvenovania, aby sa ubezpečila, že výsledky sú správne.
„Na očistenie sekvencií a dosiahnutie vysokej úrovne presnosti sme použili iteračný proces na troch rôznych platformách sekvenovania,“ uviedla Miga.
Aj použitím týchto techník ale ostávajú určité medzery, a to najmä v centromére, teda v štruktúre, ktorá spája chromatidy – vlákna, na ktoré sa chromozóm delí. Táto oblasť je dôležitá pre mitózu, je ale veľmi zložitá. V chromozóme X je to vysoko sa opakujúca oblasť s rozpätím až 3,1 milióna párov báz DNA.
Môžu odhaliť celý ľudský genóm
Vedci to ale vyriešili tak, že hľadali malé odchýlky v opakovaní genómu. To umožnilo vedcom spojiť genóm do dlhej sekvencie centroméry. Vedci takto dokážu prečítať tandemové opakovanie s veľkosťou až tri megabázy a odhaliť súčasti genómu, ktoré sa predtým pokladali za nemožné zmapovania.
Týmto prístupom sa vedcom podarilo vyplniť všetkých 29 medzier v súčasnej referencii na chromozóme X. To je hlavný krok v úplnom zmapovaní ľudského genómu.
„Naše výsledky ukazujú, že dokončenie celého ľudského genómu je teraz na dosah,“ uvádzajú vedci.
Nahlásiť chybu v článku