Uudessa tutkimuksessa yli 100 tutkijaa eri puolilta maailmaa on sekvensoinut täysin miehen kehitykseen liittyvän kromosomin - Y-kromosomin - ihmisen genomin viimeisen arvoituksellisen osan. Heidän löydöksensä täydentävät Y-kromosomin geneettistä koodia ja paljastavat keskeisiä yksityiskohtia bakteereista, jotka voivat tarjota selvemmän käsityksen kromosomin roolista miesspesifisessä kehityksessä, hedelmällisyydessä ja geneettisesti laukaisemissa sairauksissa, kuten syövässä. Löydökset julkaistiin verkossa 23. elokuuta 2023 Nature-lehdessä julkaisussa "43 ihmisen Y-kromosomin kokoonpano paljastaa laajan monimutkaisuuden ja vaihtelun". Paperin otsikko on "43 ihmisen Y-kromosomin kokoonpano paljastaa laajan monimutkaisuuden ja vaihtelun.
Nämä kirjoittajat sanovat, että koska ihmisen Y-kromosomin 100-prosenttisesti täydellinen sekvenssi on nykyään saatavilla, he voivat tunnistaa ja tutkia lukuisia geneettisiä muunnelmia, jotka voivat vaikuttaa ihmisen ominaisuuksiin ja sairauksiin tavalla, joka ei ollut aiemmin mahdollista.
Kromosomit muodostavat DNA-sekvenssit koodaavat geenejä ja geneettisiä piirejä, jotka ohjaavat kaikkien organismin solujen kehitystä ja toimintaa. Y-kromosomin dekoodaus on erityisen haastavaa sen toistuvien molekyylikuvioiden vuoksi, mutta uudet sekvensointitekniikat ja bioinformatiikan algoritmit ovat antaneet näiden kirjoittajien jäsentää nämä DNA-sekvenssit. He paljastivat siittiöitä säätelevien geenien perheen rakenteen ja tunnistivat 41 muuta geeniä Y-kromosomista. He paljastivat myös geenien rakenteet, joilla uskotaan olevan tärkeä rooli miehen lisääntymisjärjestelmän kasvussa ja toiminnassa.
Nämä kirjoittajat sanovat, että he ovat saaneet valmiiksi kytkentäkaavion kaikista näistä Y-kromosomin kautta aktivoiduista geneettisistä kytkimistä, joista monet ovat kriittisiä geneettiselle panokselle miehen kehityksessä; he ovat siinä vaiheessa, että tutkijat voivat alkaa käyttää tätä kytkentäkaaviota; ja että ihmiset eivät aiemmin olleet tietämättömiä Y-kromosomin DNA:n eri osista ja erilaisista olemassa olevista mutaatioista, mutta nyt he näkevät koko Y-kromosomin DNA:n, mikä saattaa tuoda uusia näkemyksiä monien eri sairauksien genetiikkaan.
Kuva: Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06425-6.
Y- ja X-kromosomeista keskustellaan usein niiden roolista seksuaalisessa kehityksessä. Vaikka näillä kahdella kromosomilla on keskeinen rooli, ihmisen seksuaaliseen kehitykseen liittyvät tekijät ovat levinneet koko genomiin ja ovat erittäin monimutkaisia, mikä aiheuttaa monenlaisia ihmisen seksuaalisia ominaisuuksia miehillä, naisilla ja interseksuaaleilla. Lisäksi viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että Y-kromosomissa olevilla geeneillä on vaikutusta muihin ihmisen biologian näkökohtiin, kuten syövän riskiin ja vaikeusasteeseen.
Uutta tutkimusta johti National Human Genome Research Institute, joka on osa Telomere-to-Telomeren konsortiota, vuoden 2022 aloitetta, jonka tavoitteena on luoda intersukupuolinen yhteisö, joka keskittyy voimakkaasti Y-kromosomiin. Instituuttia johtaa National Human Genome Research Institute, joka on osa Telomere-to-Telomer -konsortiota, joka julkaisee vuonna 2022 ihmisen genomin täydellisen sekvenssin, mikä lupaa uuden rajan molekyyli- ja geneettiselle löydökselle (katso BioValley News -juttu: Huhtikuun 2022 Science-lehden kohokohdat). Tämä tehtiin kuitenkin kahdella X-kromosomilla.
Nyt tässä uudessa tutkimuksessa nämä kirjoittajat ovat rakentaneet täydellisen suunnitelman Y-kromosomista ja jokaisesta sen DNA:n elementistä käyttämällä luovuttajaa, jolla on sekä X- että Y-kromosomi. Nämä uudet löydöt luovat pohjan korkealaatuiselle genomikokoonpanolle - mukaan lukien personoidut genomit - joita ei ennen ollut olemassa.
Ihmisen genomi on näiden kirjoittajien mukaan hyvin henkilökohtainen asia, joka sisältää perusohjeet ihmisen kehitykselle ja ihmisestä tekemiselle; he tiesivät, että se, mitä heillä oli aiemmin, oli epätäydellistä, mutta nyt he voivat ensimmäistä kertaa tarkastella täydellistä Y-kromosomin DNA:ta alusta loppuun.
Nämä kirjoittajat vertasivat tätä uutta Y-kromosomisekvenssiä geneettisiin tietoihin tuhansilta ihmisiltä ympäri maailmaa. Heidän analyysinsa paljasti virheitä aiemmissa ihmisen vertailugenomeissa ja osoitti, kuinka uusi Y-kromosomisekvenssi parantaa tulevaa ihmisen DNA-tutkimusta.
He sisällyttävät nämä uudet näkemykset kädellisten tutkimuksiin tarjotakseen syvemmän analyysin Y-kromosomin kehityksestä ja analysoidakseen kliinisesti merkittäviä geenejä, jotka voivat vaikuttaa haimasyövän ja muiden sairauksien yksilöllisiin hoitoihin.
