Протягом десятиліть Y-хромосома — одна з двох статевих хромосом людини — була сумно відомою проблемою для геномної спільноти, щоб секвенувати її через складність її структури. Тепер ця невловима ділянка геному була повністю секвенована, що нарешті завершило набір наскрізних хромосом людини та додало 30 мільйонів нових основ до еталонного геному людини, в основному з супутникової ДНК, яку важко секвенувати. Ці бази розкривають 41 додатковий ген, що кодує білок, і дають важливу інформацію для тих, хто вивчає важливі питання, пов’язані з розмноженням, еволюцією та зміною популяції.
Дослідники з консорціуму Telomere-to-Telomere (T2T), який очолює асистент професора біомолекулярної інженерії Каліфорнійського університету в Санта-Крус Карен Міга, оголосили про це досягнення в статті, опублікованій сьогодні в журналі Nature. Повний анотований довідник Y-хромосоми доступний для використання в браузері геному UCSC і доступний через Github.
«Всього кілька років тому половина Y-хромосоми людини була відсутня [в еталоні] — це складні, складні супутникові області», — сказала Моніка Чехова, співавтор статті та докторант з біомолекулярної інженерії в UCSC. «Тоді ми навіть не знали, чи можна це секвенувати, це було так загадково. Це справді величезна зміна того, що можливо».
Y-хромосома найчастіше асоціюється з особами, яким при народженні присвоєно чоловічу особу, але її можна знайти й в інших, наприклад в інтерсексуальних людей. Статеві ознаки, які регулюються ДНК в Y-хромосомі, також не еквівалентні гендерній ідентичності людини.
Коли вчені та клініцисти вивчають геном людини, вони порівнюють її ДНК зі стандартною еталонною ДНК, щоб визначити, де є варіації. До цього часу частина Y-хромосоми геному людини містила великі прогалини, що ускладнювало розуміння варіацій і пов’язаних із ними захворювань.
Структуру Y-хромосоми було складно розшифрувати, оскільки частина ДНК організована в паліндроми – довгі послідовності, які є однаковими вперед і назад – охоплюючи понад мільйон пар основ. Крім того, дуже велика частина Y-хромосоми, якої не було в попередній версії довідника Y, є сателітною ДНК – великими, дуже повторюваними ділянками ДНК, що не кодує білок. На Y-хромосомі два супутники з’єднані один з одним, що ще більше ускладнює процес секвенування.
Дослідники змогли досягти безперервного зчитування Y-хромосоми завдяки прогресу в технології секвенування тривалого зчитування та новим інноваційним методам обчислювальної збірки, які могли працювати з повторюваними послідовностями та перетворювати необроблені дані секвенування на корисний ресурс.
Ці нові збірки методів дозволили команді впоратися з деякими особливо складними аспектами Y-хромосоми, такими як точне визначення місця інверсії в паліндромній послідовності — метод, який можна використовувати для пошуку інших інверсій. Методи, розроблені в статті, дозволять вченим виконати більше наскрізних зчитувань Y-хромосом людини, щоб краще зрозуміти, як цей генетичний матеріал впливає на різноманітну людську популяцію. Джерело