Про першу повну збірку хромосоми людини «тіломір-в-тіломір» (тобто від початку і до кінця) оголосила група вчених з Національного інституту дослідження геному людини в США. Вона змогла закрити всі існуючі прогалини і відновила розрив у центромері, повторюваній ділянці ДНК в центрі хромосоми.

«Це досягнення починає нову еру в дослідженнях в галузі геноміки, — сказав Ерік Грін, доктор медичних наук і директор інституту. — Здатність створювати дійсно повні послідовності хромосом і геномів є технічним досягненням, яке допоможе нам отримати повне уявлення про функції геному і використовувати інформацію, яку він несе в медицині».

Для роботи автори вибрали Х-хромосому, тому що вона пов’язана з безліччю серйозних захворювань, включаючи гемофілію, хронічну гранулематозну хворобу і м’язову дистрофію Дюшена. Вони використовували клітини міхурного заносу — дефектного ембріона, який розвивався в яйцеклітині без хромосоми. У таких зразків — дві однакові послідовності ДНК. Це дозволяє отримати більше даних, ніж вивчення однієї чоловічої Х-хромосоми, і уникнути неточностей, які можуть виникнути при аналізі двох жіночих.

Розшифровка стала можливою завдяки новим технологіям секвенування, заснованим на використанні нанопор. Вони дозволяють зчитувати наддовгі послідовності і залишають молекули ДНК в значній мірі неушкодженими. Проаналізувавши хромосому людини, група зібрала отримані ланцюжка в один. Зрештою вони досягли точності зчитування в 99,995%.

Сучасна еталонна модель геному людини — найповніша з коли-небудь створених для хребетних, тим не менше в ній досі дуже багато прогалин. Перше обстеження геному закінчили ще у 2000 році, але за наступні 20 років постійних досліджень одну хромосому не змогли розшифрувати до кінця. Залишаються прогалини, які найчастіше містять повторювані сегменти ДНК. Їх важко зчитати, однак вони можуть мати відношення до здоров’я і захворювань людини.

Геном настільки довгий, що машини для секвенування не можуть прочитати його повністю. Замість цього дослідники розрізають його на більш дрібні частини, а потім аналізують кожен, щоб отримати короткі послідовності, які з’єднують разом. Зробити це правильно вдається не завжди, а частина інформації втрачається в процесі складання.

Провідний автор Адам Філліппі порівняв цю проблему зі складанням пазла. «Ви працюєте з невеликими фрагментами і намагаєтеся зрозуміти, звідки вони взялися. Деякі з них взагалі не містять підказок, наприклад фрагменти з блакитним небом, — сказав він. — Те ж з секвенуванням людського геному: досі шматочки були занадто маленькими і не було можливості зібрати найбільш складні частини головоломки разом».

Група вважає, що дослідження серйозно просуне вивчення геному людини. Вона збирається створити повну послідовність до кінця 2020 року, якщо не виникне проблем з розшифровкою першої та дев’ятої хромосом, в яких сегменти ДНК, що повторюються значно більше, ніж в Х-хромосомі.

Джерело