oamenii de știință analizează cromozomii 2 și 4
cercetătorii susținuți de NHGRI Descoperă cele mai mari „deșerturi genetice”; găsiți noi indicii despre evenimentul Ancestral de fuziune a cromozomilor
BETHESDA, Md., Mie., 6 aprilie 2005-o analiză detaliată a cromozomilor 2 și 4 a detectat cele mai mari „deșerturi genetice” cunoscute în genomul uman și a descoperit mai multe dovezi că cromozomul uman 2 a apărut din fuziunea a doi cromozomi ancestrali ai maimuțelor, au raportat astăzi cercetătorii susținuți de Institutul Național de cercetare a Genomului Uman (NHGRI), parte a Institutelor Naționale de sănătate (NIH).
într-un studiu publicat în numărul din 7 aprilie al revistei Nature, o echipă multi-instituție, condusă de școala de Medicină a Universității Washington din St Louis, a descris analiza secvenței de referință de înaltă calitate a cromozomilor 2 și 4. Lucrările de secvențiere a cromozomilor au fost efectuate ca parte a proiectului genomului uman de la Universitatea Washington; Broad Institute of MIT, Cambridge, Mass.; Centrul de secvențiere și Dezvoltare Tehnologică a ADN-ului Stanford, Stanford, California.; Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Anglia; Universitatea Națională Yang-Ming, Taipei, Taiwan; Genoscope, Evry, Franța; Colegiul de Medicină Baylor, Houston; Centrul de secvențiere Multimegabase al Universității din Washington, Seattle; Institutul comun al genomului al Departamentului de energie al SUA (DOE), Walnut Creek, California.; și Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, NY
„această analiză este o realizare impresionantă care ne va aprofunda înțelegerea genomului uman și va accelera descoperirea genelor legate de sănătatea umană și boli. În plus, aceste descoperiri oferă noi perspective interesante în structura și evoluția genomului mamiferelor”, a declarat Francis S. Collins, MD, Ph. D., director al NHGRI, care a condus componenta americană a proiectului genomului uman împreună cu DOE.
cromozomul 4 a fost mult timp de interes pentru comunitatea medicală, deoarece deține gena pentru boala Huntington, boala polichistică a rinichilor, o formă de distrofie musculară și o varietate de alte tulburări moștenite. Cromozomul 2 este demn de remarcat pentru că este al doilea cel mai mare cromozom uman, urmând doar dimensiunea cromozomului 1. De asemenea, găzduiește gena cu cea mai lungă secvență cunoscută de codificare a proteinelor-o genă de 280.000 de perechi de baze care codifică o proteină musculară, numită titină, care are o lungime de 33.000 de aminoacizi.
unul dintre obiectivele centrale ale efortului de analiză a genomului uman este identificarea tuturor genelor, care sunt în general definite ca întinderi de ADN care codifică anumite proteine. Noua analiză a confirmat existența a 1.346 de gene care codifică proteinele pe cromozomul 2 și 796 de gene care codifică proteinele pe cromozomul 4.
ca parte a examinării cromozomului 4, cercetătorii au descoperit ceea ce se crede că este cel mai mare „deșert genic” descoperit încă în secvența genomului uman. Aceste regiuni ale genomului sunt numite deșerturi genetice, deoarece sunt lipsite de orice gene care codifică proteinele. Cu toate acestea, cercetătorii suspectează că astfel de regiuni sunt importante pentru biologia umană, deoarece au fost conservate de-a lungul evoluției mamiferelor și păsărilor, iar acum se lucrează pentru a afla funcțiile lor exacte.
oamenii au 23 de perechi de cromozomi – o pereche mai puțin decât cimpanzeii, gorilele, urangutanii și alte maimuțe mari. Timp de mai bine de două decenii, cercetătorii au crezut că cromozomul uman 2 a fost produs ca rezultat al fuziunii a doi cromozomi maimuțe de dimensiuni medii și un grup din Seattle a localizat site-ul de fuziune în 2002.
în cea mai recentă analiză, cercetătorii au căutat secvența ADN a cromozomului pentru relicvele Centrului (centromer) cromozomului maimuță care a fost inactivat la fuziunea cu celălalt cromozom maimuță. Ulterior au identificat o porțiune de 36.000 de perechi de baze de secvență ADN care marchează probabil locația exactă a centromerului inactivat. Acest tract se caracterizează printr-un tip de duplicare a ADN-ului, cunoscut sub numele de repetări prin satelit alfa, care este un semn distinctiv al centromerilor. În plus, tractul este flancat de o abundență neobișnuită a unui alt tip de duplicare a ADN-ului, numită duplicare segmentară.
„aceste date ridică posibilitatea unui nou instrument pentru studierea evoluției genomului. S-ar putea să putem găsi alți cromozomi care au dispărut de-a lungul timpului prin căutarea ADN-ului altor mamifere pentru modele similare de duplicare”, a declarat Richard K. Wilson, Ph.D., director al Centrului de secvențiere a genomului Universității Washington și autor principal al studiului.
într-o altă descoperire interesantă, cercetătorii au identificat o transcriere a ARN-ului mesager (ARNm) dintr-o genă de pe cromozomul 2 care poate produce o proteină unică pentru oameni și cimpanzei. Oamenii de știință au dovezi provizorii că gena poate fi utilizată pentru a produce o proteină în creier și testicule. Echipa a identificat, de asemenea, regiuni” hipervariabile ” în care genele conțin variații care pot duce la producerea de proteine modificate unice pentru oameni. Funcțiile proteinelor modificate nu sunt cunoscute, iar cercetătorii au subliniat că descoperirile lor necesită încă „o evaluare prudentă.”
în octombrie 2004, consorțiul internațional de secvențiere a Genomului Uman a publicat descrierea științifică a secvenței genomului uman terminat în natură. Adnotări detaliate și analize au fost deja publicate pentru cromozomi 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, X și Y. publicațiile care descriu cromozomii rămași sunt viitoare.
secvența cromozomilor 2 și 4, precum și restul secvenței genomului uman, pot fi accesate prin următoarele baze de date publice: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank) la Centrul Național NIH pentru Informații Biotehnologice (NCBI); browserul genomului UCSC (www.genome.ucsc.edu) la Universitatea din California din Santa Cruz; browserul genomului Ensembl (www.ensembl.org) la Institutul Wellcome Trust Sanger și EMBL-Institutul European de Bioinformatică; banca de date ADN din Japonia (www.ddbj.nig.ac.jp); și EMBL-Bank (www.ebi.ac.uk/embl/index.html) la baza de date a secvenței nucleotidelor EMBL.
NHGRI este unul dintre cele 27 de institute și centre de la NIH, o agenție a Departamentului de sănătate și Servicii Umane. Divizia Nhgri de cercetare extramurală susține granturi pentru cercetare și pentru formare și dezvoltare a carierei la nivel național. Informații suplimentare despre NHGRI pot fi găsite la www.genome.gov.
pentru mai multe informații, contactați:
Geoff Spencer, NHGRI
(301) 402-0911
[email protected]
Michael C. Purdy, Universitatea din Washington
(314) 286-0122
[email protected]