İnsan Genomu İlk Defa Eksiksiz Olarak Dizilendi!

Bilim insanları, İnsan Genom Projesi'nin taslak genom dizisinin üretiminden yirmi yıl sonra ilk eksiksiz insan genom dizisini yayınladı. Araştırmacılara göre, yaklaşık üç milyon bazlık (veya "harflik") bu tam dizi, insan genomik varyasyonunu ve belirli hastalıklara bulunan genetik etkilerini anlamak için büyük önem taşıyor.

Tam genom dizisinin analizleri, yeni araştırma imkanlarına yol açan beş kromozom kolunun daha isabetli haritaları da dahil olmak üzere, kromozomlarla ilgili bilgimize önemli ölçüde katkıda bulunacak ve kromozomların nasıl düzgün bir şekilde ayrılıp bölündüğü ile ilgili temel biyolojik soruları yanıtlamaya yardımcı olacak. Tamamlanmış genom dizisini referans olarak kullanan Telomerden Telomere (T2T) Konsorsiyumu, insan genomunda 2 milyondan fazla varyantı keşfetti ve bu çerçevede yapılan çalışmalar, 622 gene dair tıbbi açıdan önem taşıyan daha tutarlı bilgiler sağladı. Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü'nün müdürü olan Prof. Dr. Eric Green, konu hakkında şunları söylüyor:

Eksiksiz bir insan genom dizisi oluşturmak, DNA projemizin ilk kapsamlı incelemesini sağlayan inanılmaz bir bilimsel başarıyı temsil ediyor. Bu temel bilgi, insan genomunun tüm işlevsel ayrıntılarını anlamak için devam eden birçok çabayı destekleyecek ve bu da insan hastalıklarının genetik çalışmalarına yardımcı olacak.

Tam insan genom dizisi, özellikle insan genomik varyasyonunun veya insan DNA'sının nasıl farklılaştığının kapsamlı görüntülerini oluşturmayı amaçlayan çalışmalar için değerli olacaktır. Bu keşifler, belirli hastalıklara sebep olan genetik etkileri anlamak ve gelecekte genom sekansını klinik bakımın rutin bir parçası olarak kullanmak için hayati önem taşıyor. Birçok araştırma grubu, çalışmaları için bu insan genom dizisinin önsürümünü kullanmaya başladı bile.

Flickr

İnsan Genomu 2005'te Dizilenmemiş miydi?

Tam dizileme, genomun yaklaşık %92'sini haritalayan İnsan Genom Projesi'nin çalışmalarına ve o zamandan beri yürütülen araştırmalara dayanıyor. Binlerce araştırmacı, bu karmaşık diziyi deşifre etmek için daha iyi laboratuvar araçları, hesaplama yöntemleri ve stratejik yaklaşımlar geliştirdi. Tamamlanan dizi hakkında altı makale, başta Science dergisi olmak üzere diğer birçok dergide yayınlandı.^[1]

Kalan %8 ise çok sayıda gen ve tekrarlayan DNA içerip bir kromozomun boyutuna benzer büyüklüğüne sahip. Araştırmacılar, iki farklı kopya taşıyan çoğu insan hücresinin aksine, her bir kromozomun iki benzer kopyasına sahip özel bir hücre hattı kullanarak tam genom dizisini oluşturdular. Aynı zamanda, yeni eklenen DNA dizilerinin çoğunun tekrarlanan telomerlere (kromozomların uzun arka uçları) ve sentromerlere (kromozomların yoğun orta kısımları) yakın olduğunu kaydettiler.

Wikimedia

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde araştırmacı ve T2T Konsorsiyum eş başkanı olan Evan Eichler:

İnsan genom dizisinin ilk taslağına sahip olduğumuzdan beri, kompleks genomik kısımlarının tam dizilerini belirlemek zor olmuştu. Bunu başardığımız için çok mutluyum. Bu proje, insanın genomik varyasyonu, hastalığı ve evrimi hakkında düşünme biçimimizde devrim yaratacak nitelikte.

Bir seferde birkaç yüz baz DNA dizisi okuyabilen "kısa okuma" teknolojilerini kullanarak bir insan genomunu dizilemenin maliyeti, İnsan Genom Projesi'nin sona ermesinden bu yana önemli ölçüde düşmüş olarak, günümüzde yalnızca birkaç yüz dolardır. Ancak, sadece bu kısa okuma yöntemlerinin kullanımı, birleştirilmiş genom dizilerinde bazı boşluklar bırakmaktadır. DNA dizileme maliyetlerindeki bu büyük düşüş, doğruluktan ödün vermeksizin daha uzun DNA dizilerini okuyabilmek için yeni DNA dizileme teknolojilerine yapılan artan yatırımlardan dolayıdır. T2T Konsorsiyum eş başkanı ve California, Santa Cruz Üniversitesi'ndeki araştırma ekibi NHGRI tarafından finanse edilen Karen Mig şöyle diyor:

Uzun okuma yöntemlerini kullanarak, insan genomunun en zor, en tekrarlı kısımlarını anlama konusunda ilerlemeler kaydettik. Bu tam insan genom dizisi, genom biyolojisine şimdiden yeni bir bakış açısı kattı. Yeni keşfedilen bu DNA kısımlarıyla ilgili gelecek on yıl içinde gerçekleşecek keşifleri sabırsızlıkla bekliyorum.

NHGRI'deki araştırma grubu çalışmanın sonuna öncülük eden bir diğer konsorsiyum eş başkanı Adam Phillippy'ye göre, kişinin tam genom sıralaması önümüzdeki yıllarda daha ucuz ve daha kolay hale gelecek:

Gelecekte, birinin genom dizilimi yapıldığında, DNA'sındaki tüm varyantları tanımlayabileceğiz ve bu bilgiyi sağlık hizmetlerine daha iyi rehberlik etmek için kullanabileceğiz. İnsan genom dizisini tamamen bitirmek, yeni bir gözlük takmak gibiydi. Artık her şeyi açıkça görebildiğimize göre, tüm bunların ne anlama geldiğini öğrenmeye bir adım daha yaklaştık.

Telomer-Telomer (T2T) Konsorsiyumu tarafından gerçekleştirilen ve büyük bir kısmı Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü tarafından fonlanan bu çalışmaya Ulusal Sağlık Enstitüsü'nün bir parçası olan Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü'nden (İng: "National Human Genome Research Institute Home" veya kısaca "NHGRI"), Santa Cruz California Üniversitesi'nden ve Seattle'daki Washington Üniversitesi'nden araştırmacılar liderlik etti.

Çalışmada, Baltimore'daki Johns Hopkins Üniversitesi'nden; Storrs'taki Connecticut Üniversitesi'nden; Davis'deki California Üniversitesi'nden; Chevy Chase, Maryland'deki Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nden ve Gaithersburg, Maryland'deki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar da dahil olmak üzere birçok erken kariyer araştırmacısı ve stajyer çok önemli roller oynadı. Altı makaleden oluşan ve önemli bir başarıyı temsil eden bu "paket", Science dergisinin son sayısında ve diğer birkaç dergide yayınlandı.