Naujame tyrime daugiau nei 100 mokslininkų iš viso pasaulio visiškai suskirstė chromosomą, susijusią su vyrų vystymusi – Y chromosomą – paskutinę mįslingą žmogaus genomo dalį. Jų išvados užbaigia Y chromosomos genetinį kodą ir atskleidžia pagrindinę informaciją apie bakterijas, kurios gali suteikti aiškesnį supratimą apie chromosomos vaidmenį vystant specifinį vyrų vystymąsi, vaisingumą ir genetiškai sukeltas ligas, tokias kaip vėžys. Išvados buvo paskelbtos internete, 2023 m. rugpjūčio 23 d., žurnale „Nature“ straipsnyje „43 žmogaus Y chromosomų surinkimas atskleidžia didelį sudėtingumą ir įvairovę“. Straipsnis pavadintas „43 žmogaus Y chromosomų surinkimas atskleidžia didelį sudėtingumą ir įvairovę“.
Šie autoriai teigia, kad atsižvelgiant į tai, kad šiandien yra 100% visa žmogaus Y chromosomos seka, jie gali nustatyti ir ištirti daugybę genetinių variacijų, kurios gali paveikti žmogaus bruožus ir ligas taip, kaip anksčiau nebuvo įmanoma.
DNR sekos, sudarančios chromosomas, koduoja genus ir genetines grandines, kurios nukreipia visų organizmo ląstelių vystymąsi ir funkcionavimą. Y chromosomos iššifravimas yra ypač sudėtingas dėl pasikartojančių molekulinių modelių, tačiau naujos sekos nustatymo technologijos ir bioinformatikos algoritmai leido šiems autoriams išanalizuoti šias DNR sekas. Jie atskleidė spermatozoidą reguliuojančių genų šeimos struktūrą ir identifikavo 41 papildomą Y chromosomos geną. Jie taip pat atskleidė genų struktūras, kurios, kaip manoma, vaidina svarbų vaidmenį augant ir veikiant vyrų reprodukcinei sistemai.
Šie autoriai teigia, kad jie užbaigė visų šių genetinių jungiklių, aktyvuotų per Y chromosomą, sujungimo schemą, kurių daugelis yra labai svarbūs genetiniam indėliui į vyrų vystymąsi; jie yra toje stadijoje, kai mokslininkai gali pradėti naudoti šią laidų schemą; ir kad žmonės anksčiau nežinojo apie skirtingas Y chromosomos DNR dalis ir skirtingas esamas mutacijas, tačiau dabar jie gali matyti visą Y chromosomos DNR, o tai gali suteikti naujų įžvalgų apie daugelio skirtingų ligų genetiką.
Vaizdas iš „Nature“, 2023 m., doi: 10.1038/s41586-023-06425-6.
Y ir X chromosomos dažnai aptariamos dėl jų vaidmens seksualiniame vystymesi. Nors šios dvi chromosomos atlieka pagrindinį vaidmenį, veiksniai, susiję su žmogaus seksualiniu vystymusi, yra pasklidę visame genome ir yra labai sudėtingi, todėl vyrams, moterims ir interseksualams būdingos įvairios žmogaus seksualinės savybės. Be to, naujausi tyrimai parodė, kad Y chromosomoje esantys genai turi įtakos kitiems žmogaus biologijos aspektams, pavyzdžiui, vėžio rizikai ir sunkumui.
Naujam tyrimui vadovavo Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas, priklausantis konsorciumui „Telomere-to-Telomere“ – 2022 m. iniciatyvai, kuria siekiama sukurti interseksualų bendruomenę, daugiausia dėmesio skiriant Y chromosomai. Institutui vadovauja Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas, priklausantis konsorciumui „Telomere-to-Telomere“, kuris 2022 m. paskelbs visą žmogaus genomo seką, žadėdamas naują molekulinių ir genetinių atradimų ribą (žr. „BioValley News“ istoriją: Svarbiausi dalykai iš 2022 m. balandžio mėn. „Science“ numerio). Tačiau tai buvo padaryta su dviem X chromosomomis.
Dabar, šiame naujame tyrime, šie autoriai sukūrė visą Y chromosomos ir kiekvieno jos DNR elemento projektą, naudodami donorą, turintį ir X, ir Y chromosomas. Šios naujos išvados sudaro pagrindą aukštos kokybės genomo surinkimui, įskaitant individualizuotus genomus, kurių anksčiau nebuvo.
Žmogaus genomas, anot šių autorių, yra labai asmeniškas dalykas, kuriame yra pagrindiniai nurodymai žmogaus vystymuisi ir žmonių pavertimui žmonėmis; jie žinojo, kad tai, ką turėjo anksčiau, buvo nepilna, bet dabar pirmą kartą jie gali pažvelgti į visą Y chromosomos DNR nuo pradžios iki pabaigos.
Šie autoriai palygino šią naują Y chromosomų seką su genetiniais duomenimis iš tūkstančių žmonių visame pasaulyje. Jų analizė atskleidė klaidas ankstesniuose žmogaus etaloniniuose genomuose ir parodė, kaip nauja Y chromosomų seka pagerins būsimus žmogaus DNR tyrimus.
Jie įtraukia šias naujas įžvalgas į primatų tyrimus, kad pateiktų gilesnę Y chromosomos evoliucijos analizę ir išanalizuoti kliniškai svarbius genus, kurie gali turėti įtakos individualizuotam kasos vėžio ir kitų ligų gydymui.
