gli Scienziati di Analizzare i Cromosomi 2 e 4
NHGRI Supportato da Ricercatori Scoprono più Grande del Gene “Deserti”; Trovare Nuovi Indizi Ancestrale Cromosoma Evento di Fusione
BETHESDA, Md., Sposare., 6 aprile 2005 – Un’analisi dettagliata dei cromosomi 2 e 4 ha rilevato i più grandi “deserti genetici” noti nel genoma umano e ha scoperto ulteriori prove che il cromosoma umano 2 è nato dalla fusione di due cromosomi scimmia ancestrali, i ricercatori supportati dal National Human Genome Research Institute (NHGRI), parte del National Institutes of Health (NIH), hanno riferito oggi.
In uno studio pubblicato nel numero di aprile 7 della rivista Nature, un team multi-istituzione, guidato dalla Washington University School of Medicine di St Louis, ha descritto la sua analisi dell’alta qualità, sequenza di riferimento dei cromosomi 2 e 4. Il lavoro di sequenziamento sui cromosomi è stato effettuato come parte del progetto Genoma umano presso la Washington University; Broad Institute del MIT, Cambridge, Mass.; Stanford DNA Sequencing and Technology Development Center, Stanford, Calif.; Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Inghilterra; Università Nazionale Yang-Ming, Taipei, Taiwan; Genoscope, Evry, Francia; Baylor College of Medicine, Houston; Università di Washington Multimegabase Sequencing Center, Seattle; U. S. Dipartimento di Energia (DOE) Joint Genome Institute, Walnut Creek, Calif.; e Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, N. Y.
” Questa analisi è un risultato impressionante che approfondirà la nostra comprensione del genoma umano e accelerare la scoperta di geni legati alla salute umana e alle malattie. Inoltre, questi risultati forniscono nuove interessanti intuizioni sulla struttura e l’evoluzione dei genomi dei mammiferi”, ha affermato Francis S. Collins, MD, Ph. D., direttore di NHGRI, che ha guidato la componente statunitense del progetto Genoma umano insieme al DOE.
Il cromosoma 4 è stato a lungo di interesse per la comunità medica perché contiene il gene per la malattia di Huntington, la malattia del rene policistico, una forma di distrofia muscolare e una varietà di altri disturbi ereditari. Il cromosoma 2 è degno di nota per essere il secondo cromosoma umano più grande, trascinando solo il cromosoma 1 in termini di dimensioni. È anche sede del gene con la più lunga sequenza nota di codifica delle proteine – un gene di coppia di base 280,000 che codifica per una proteina muscolare, chiamata titina, che è lunga 33,000 aminoacidi.
Uno degli obiettivi centrali dello sforzo per analizzare il genoma umano è l’identificazione di tutti i geni, che sono generalmente definiti come tratti di DNA che codificano per particolari proteine. La nuova analisi ha confermato l’esistenza di 1.346 geni codificanti proteine sul cromosoma 2 e 796 geni codificanti proteine sul cromosoma 4.
Come parte del loro esame del cromosoma 4, i ricercatori hanno trovato quelli che si ritiene siano i più grandi “deserti genici” ancora scoperti nella sequenza del genoma umano. Queste regioni del genoma sono chiamate deserti genici perché sono prive di geni codificanti proteine. Tuttavia, i ricercatori sospettano che tali regioni siano importanti per la biologia umana perché sono state conservate durante l’evoluzione di mammiferi e uccelli, e il lavoro è ora in corso per capire le loro funzioni esatte.
Gli esseri umani hanno 23 coppie di cromosomi – una coppia in meno rispetto a scimpanzé, gorilla, oranghi e altre grandi scimmie. Per più di due decenni, i ricercatori hanno pensato cromosoma umano 2 è stato prodotto come risultato della fusione di due cromosomi scimmia di medie dimensioni e un gruppo di Seattle situato il sito di fusione nel 2002.
Nell’ultima analisi, i ricercatori hanno cercato la sequenza di DNA del cromosoma per le reliquie del centro (centromero) del cromosoma scimmia che è stato inattivato dopo la fusione con l’altro cromosoma scimmia. Successivamente hanno identificato un tratto di sequenza di DNA di 36.000 coppie di basi che probabilmente segna la posizione precisa del centromero inattivato. Quel tratto è caratterizzato da un tipo di duplicazione del DNA, noto come ripetizioni satellitari alfa, che è un segno distintivo dei centromeri. Inoltre, il tratto è affiancato da un’insolita abbondanza di un altro tipo di duplicazione del DNA, chiamata duplicazione segmentale.
” Questi dati sollevano la possibilità di un nuovo strumento per studiare l’evoluzione del genoma. Potremmo essere in grado di trovare altri cromosomi che sono scomparsi nel corso del tempo cercando il DNA di altri mammiferi per modelli simili di duplicazione”, ha detto Richard K. Wilson, Ph. D., direttore del Centro di sequenziamento del genoma della Washington University School of Medicine e autore senior dello studio.
In un’altra scoperta intrigante, i ricercatori hanno identificato una trascrizione di RNA messaggero (mRNA) da un gene sul cromosoma 2 che potrebbe produrre una proteina unica per gli esseri umani e gli scimpanzé. Gli scienziati hanno prove provvisorie che il gene può essere usato per produrre una proteina nel cervello e nei testicoli. Il team ha anche identificato regioni “ipervariabili” in cui i geni contengono variazioni che possono portare alla produzione di proteine alterate uniche per l’uomo. Le funzioni delle proteine alterate non sono note e i ricercatori hanno sottolineato che i loro risultati richiedono ancora “una valutazione cauta.”
Nell’ottobre 2004, l’International Human Genome Sequencing Consortium ha pubblicato la sua descrizione scientifica della sequenza del genoma umano finita in Natura. Annotazioni dettagliate e analisi sono già state pubblicate per i cromosomi 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, Le pubblicazioni X e Y. che descrivono i cromosomi rimanenti sono imminenti.
La sequenza dei cromosomi 2 e 4, così come il resto della sequenza del genoma umano, è accessibile attraverso i seguenti database pubblici: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank) presso il National Center for Biotechnology Information (NCBI) del NIH; il Browser UCSC Genome (www.genome.ucsc.edu) presso l’Università della California a Santa Cruz; l’Ensembl Genome Browser (www.gruppo.org) presso il Wellcome Trust Sanger Institute e l’EMBL-European Bioinformatics Institute; la Banca dati del DNA del Giappone (www.ddbj.nig.ac.jp); e EMBL-Banca (www.ebi.ac.uk/embl/index.html) al database delle sequenze nucleotidiche di EMBL.
NHGRI è uno dei 27 istituti e centri di NIH, un’agenzia del Dipartimento della Salute e dei Servizi umani. La divisione NHGRI di ricerca extramurale supporta borse di studio per la ricerca e per la formazione e lo sviluppo di carriera in siti a livello nazionale. Ulteriori informazioni su NHGRI possono essere trovate all’indirizzo www.genome.gov.
Per ulteriori informazioni, contattare:
Geoff Spencer, NHGRI
(301) 402-0911
[email protected]
Michael C. Purdy, Università di Washington
(314) 286-0122
[email protected]