forskare analyserar kromosomer 2 och 4
NHGRI-stödda Forskare upptäcker största ”Genöknar”; hitta nya ledtrådar till förfädernas Kromosomfusionshändelse
BETHESDA, Md., Gifta., 6 April 2005-en detaljerad analys av kromosomer 2 och 4 har upptäckt de största ”genöknarna” som är kända i det mänskliga genomet och upptäckt mer bevis på att mänsklig kromosom 2 uppstod från sammansmältningen av två förfädernas apkromosomer, rapporterade forskare som stöds av National Human Genome Research Institute (NHGRI), en del av National Institutes of Health (NIH), rapporterade idag.
i en studie publicerad i 7 April-numret av tidskriften Nature beskrev ett multiinstitutionsteam, ledt av Washington University School of Medicine i St Louis, sin analys av den högkvalitativa referenssekvensen för kromosomer 2 och 4. Sekvenseringsarbetet på kromosomerna utfördes som en del av Human Genome Project vid Washington University; Broad Institute of MIT, Cambridge, Mass.; Stanford DNA-sekvensering och Teknikutvecklingscenter, Stanford, Kalifornien.; Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, England; National Yang-Ming University, Taipei, Taiwan; Genoscope, Evry, Frankrike; Baylor College of Medicine, Houston; University of Washington Multimegabase Sequencing Center, Seattle; USA: s energidepartement (DOE) Joint Genome Institute, Walnut Creek, Kalifornien.; och Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, NY
” denna analys är en imponerande prestation som kommer att fördjupa vår förståelse av det mänskliga genomet och påskynda upptäckten av gener relaterade till människors hälsa och sjukdom. Dessutom ger dessa resultat spännande nya insikter i strukturen och utvecklingen av däggdjursgenom”, säger Francis S. Collins, M. D., Ph. D., chef för NHGRI, som ledde den amerikanska komponenten i Human Genome Project tillsammans med DOE.
kromosom 4 har länge varit av intresse för det medicinska samfundet eftersom det innehåller genen för Huntingtons sjukdom, polycystisk njursjukdom, en form av muskeldystrofi och en mängd andra ärftliga sjukdomar. Kromosom 2 är anmärkningsvärt för att vara den näst största mänskliga kromosomen, som endast följer kromosom 1 i storlek. Det är också hem för genen med den längsta kända, proteinkodande sekvensen-en 280 000 baspargen som kodar för ett muskelprotein, kallat titin, vilket är 33 000 aminosyror lång.
ett av de centrala målen för ansträngningen att analysera det mänskliga genomet är identifieringen av alla gener, som i allmänhet definieras som DNA-sträckor som kodar för specifika proteiner. Den nya analysen bekräftade förekomsten av 1 346 proteinkodande gener på kromosom 2 och 796 proteinkodande gener på kromosom 4.
som en del av sin undersökning av kromosom 4 fann forskarna vad som tros vara de största ”genöknarna” som ännu upptäckts i den mänskliga genomsekvensen. Dessa regioner i genomet kallas genöknar eftersom de saknar några proteinkodande gener. Men forskare misstänker att sådana regioner är viktiga för mänsklig biologi eftersom de har bevarats under hela utvecklingen av däggdjur och fåglar, och arbete pågår nu för att räkna ut deras exakta funktioner.
människor har 23 par kromosomer – ett mindre Par än schimpanser, gorillor, orangutanger och andra stora apor. I mer än två decennier har forskare trott att mänsklig kromosom 2 producerades som ett resultat av fusionen av två medelstora apkromosomer och en Seattle-grupp som ligger fusionsplatsen 2002.
i den senaste analysen sökte forskare kromosomens DNA-sekvens efter relikerna i mitten (centromeren) av apkromosomen som inaktiverades vid fusion med den andra apkromosomen. De identifierade därefter en 36,000-basparsträckning av DNA-sekvens som sannolikt markerar den exakta platsen för den inaktiverade centromeren. Det området kännetecknas av en typ av DNA-duplicering, känd som alfa-satellitupprepningar, som är ett kännetecken för centromerer. Dessutom flankeras kanalen av ett ovanligt överflöd av en annan typ av DNA-duplicering, kallad segmentell duplicering.
”dessa data ökar möjligheten till ett nytt verktyg för att studera genomutveckling. Vi kanske kan hitta andra kromosomer som har försvunnit under tiden genom att söka andra däggdjurs DNA för liknande mönster av dubbelarbete”, säger Richard K. Wilson, Ph.D., chef för Washington University School of Medicine’ s Genome Sequencing Center och senior författare till studien.
i ett annat spännande fynd identifierade forskarna ett messenger RNA (mRNA) transkript från en gen på kromosom 2 som eventuellt kan producera ett protein som är unikt för människor och schimpanser. Forskare har preliminära bevis för att genen kan användas för att göra ett protein i hjärnan och testiklarna. Teamet identifierade också” hypervariabla ” regioner där gener innehåller variationer som kan leda till produktion av förändrade proteiner som är unika för människor. Funktionerna hos de förändrade proteinerna är inte kända, och forskare betonade att deras resultat fortfarande kräver ”försiktig utvärdering.”
i oktober 2004 publicerade International Human Genome Sequencing Consortium sin vetenskapliga beskrivning av den färdiga humana genomsekvensen i naturen. Detaljerade anteckningar och analyser har redan publicerats för kromosomer 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, x och Y. publikationer som beskriver de återstående kromosomerna är kommande.
sekvensen av kromosomer 2 och 4, liksom resten av den mänskliga genomsekvensen, kan nås via följande offentliga databaser: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank) vid NIH: s nationella centrum för Bioteknikinformation (NCBI); UCSC Genome Browser (www.genome.ucsc.edu) vid University of California i Santa Cruz; Ensembl Genome Browser (www.ensembl.org) vid Wellcome Trust Sanger Institute och EMBL-European Bioinformatics Institute; Japans DNA-Databank (www.ddbj.nig.ac.jp), och EMBL-Bank (www.ebi.ac.uk/embl/index.html) vid EMBL: s Nukleotidsekvensdatabas.
NHGRI är ett av de 27 institut och centra vid NIH, en byrå vid Institutionen för hälsa och mänskliga tjänster. NHGRI-avdelningen för Extramural forskning stöder bidrag för forskning och för utbildning och karriärutveckling på platser rikstäckande. Ytterligare information om NHGRI finns på www.genome.gov.
för mer information, kontakta:
Geoff Spencer, NHGRI
(301) 402-0911
[email protected]
Michael C. Purdy, Washington University
(314) 286-0122
[email protected]