完整的8號染色體序列揭示了新的基因及與其關聯的疾病風險

《自然》雜誌報導了人類8號染色體的完整組合。 論文的標題是
“完整的8號染色體的結構、功能和進化”。
雖然從外表上看,這條染色體很典型,不短不長也沒有什麼特別之處,但是它的DNA內容和排列在靈長類動物和人類的進化、一些免疫和發育疾病以及一般的染色體測序結構和功能方面都有意義。

完整的8號染色體序列揭示了新的基因及與其關聯的疾病風險

這種線性組合是人類關注常染色體也就是不參與性別決定的染色體的第一次。8號染色體的整個序列是146,259,671個鹼基。完成的裝配填補了目前參考基因組中缺少的300多萬個鹼基的空白。

8號染色體的幾個耐人尋味的特徵之一是一個快速進化的區域,在那里,人類和類似人類的物種的突變率似乎是高度加速的,與人類基因組的其他部分形成鮮明對比。雖然8號染色體為進化和人類生物學提供了一些見解,但研究人員指出,要想獲得更全面的情況,必須對所有人類染色體進行完整的組裝。

一個國際科學家團隊合作進行了8號染色體的組裝和分析。 該論文的主要作者是西雅圖華盛頓大學醫學院基因組科學博士後Glennis Logsdon。高級作者是華盛頓大學醫學院基因組科學教授、霍華德-休斯醫學研究所調查員Evan Eichler。他的小組因開發更好的DNA測序方法和分析可能對靈長類動物進化和神經系統疾病研究很重要的突變趨勢而受到關注。

除了人類8號染色體的組裝,該項目研究人員還為黑猩猩、猩猩和獼猴的染色體腰部的連接點,即中心粒,創建了高質量的組裝草案。 這些數據使科學家們能夠開始繪制8號染色體中心粒的進化史。

幾乎就像檢查地質遺址的深度一樣,研究人員在分子尺度上觀察到這種中心粒結構是如何從巨猿祖先演變而來的,具有分層的鏡像對稱性。更古老的部分被推到了外圍,類似於為工廠生產線中間的新材料騰出空間。數據是用牛津納米孔技術公司和太平洋生物科學公司的長讀測序法產生的,以解決染色體端粒到端粒,或端到端組裝中的差距。

一些科學家早先的研究指出,8號染色體的區域對大腦的正常形成以及一些發育變異都很重要,如小頭尺寸或頭骨和面部差異。 這條染色體上的突變也與一些心臟缺陷、某些形式的癌症、早衰綜合症、免疫反應以及銀屑病和克羅恩病等免疫性疾病有關。

然而,直到最近才可以嘗試對這條染色體和大多數其他人類染色體進行完整的測序,因為當時還沒有技術和方法來涉足大面積的重復和相同的重復。例如,從短的DNA讀數中准確地拼湊出這個謎題將是非常困難的。

8號染色體的組裝成果得益於長讀技術的進步,以及來自水瘤痣的DNA材料的可用,這是一種胎盤中罕見的異常生長。8號染色體的完整測序現在提供了可能改善的信息,例如,對染色體DNA的特定部分容易發生微缺失的理解,懷疑是某些形式的發育遲緩、大腦和心臟畸形以及自身免疫問題。

研究人員還能夠獲得關於8號染色體的一部分的更多信息,該部分包含了人們之間一些最大的拷貝數變異性。 該重復單元可以從53到326個拷貝變化。

隨著8號染色體組裝的完成,研究人員期待著世界科學界完成其他人類染色體的組裝,並期待著將已經學到的東西應用於人類基因組測序的進一步研究中的新挑戰。

來源:cnBeta