wetenschappers analyseren chromosomen 2 en 4
NHGRI-ondersteunde onderzoekers ontdekken de grootste “Genwoestijnen”; vinden nieuwe aanwijzingen voor voorouderlijke Chromosoomfusiegebeurtenis
BETHESDA, Md., Trouwen., 6 April 2005-een gedetailleerde analyse van chromosomen 2 en 4 heeft ontdekt de grootste “gen woestijnen” bekend in het menselijk genoom en ontdekt meer bewijs dat menselijk chromosoom 2 ontstond uit de fusie van twee voorouderlijke aap chromosomen, onderzoekers ondersteund door de National Human Genome Research Institute (NHGRI), een deel van de National Institutes of Health (NIH), vandaag gemeld.
In een studie gepubliceerd in het nummer van April 7 van het tijdschrift Nature, een multi-institution team, onder leiding van Washington University School Of Medicine in St Louis, beschreven haar analyse van de hoge kwaliteit, referentie sequentie van chromosomen 2 en 4. Het sequencing werk op de chromosomen werd uitgevoerd als onderdeel van het menselijk genoomproject bij de Universiteit van Washington; breed Instituut van MIT, Cambridge, massa.; Stanford DNA Sequencing and Technology Development Center, Stanford, Calif.; Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Engeland; National Yang-Ming University, Taipei, Taiwan; Genoscope, Evry, Frankrijk; Baylor College Of Medicine, Houston; University of Washington Multimegabase Sequencing Center, Seattle; U. S. Department of Energy (DOE) Joint Genome Institute, Walnut Creek, Calif.; and Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, N. Y.
” deze analyse is een indrukwekkende prestatie die ons begrip van het menselijk genoom zal verdiepen en de ontdekking van genen met betrekking tot de menselijke gezondheid en ziekte zal versnellen. Bovendien bieden deze bevindingen spannende nieuwe inzichten in de structuur en evolutie van zoogdiergenomen, ” zei Francis S. Collins, M. D., Ph. D., directeur van NHGRI, die de Amerikaanse component van het menselijk genoom Project samen met de DOE leidde.
chromosoom 4 is lang van belang geweest voor de medische gemeenschap omdat het het gen bevat voor de ziekte van Huntington, polycystische nierziekte, een vorm van spierdystrofie en een verscheidenheid aan andere erfelijke aandoeningen. Chromosoom 2 is opmerkelijk om het tweede grootste menselijke chromosoom te zijn, die slechts chromosoom 1 in grootte achterlaat. Het is ook de thuisbasis van het gen met de langst bekende, eiwit-coderende opeenvolging – een 280.000 basispaargen dat Voor een spierproteã ne codeert, genoemd titin, die 33.000 aminozuren lang is.
een van de centrale doelstellingen van de analyse van het menselijk genoom is de identificatie van alle genen, die in het algemeen worden gedefinieerd als DNA-stukken die voor bepaalde eiwitten coderen. De nieuwe analyse bevestigde het bestaan van 1.346 eiwitcoderende genen op chromosoom 2 en 796 eiwitcoderende genen op chromosoom 4.
als onderdeel van hun onderzoek van chromosoom 4, vonden de onderzoekers wat verondersteld wordt de grootste “genwoestijnen” te zijn die tot nu toe in de menselijke genoomsequentie zijn ontdekt. Deze gebieden van het genoom worden genoemd genwoestijnen omdat zij van om het even welke eiwit-codeert genen verstoken zijn. Onderzoekers vermoeden echter dat dergelijke gebieden belangrijk zijn voor de menselijke biologie omdat ze gedurende de evolutie van zoogdieren en vogels bewaard zijn gebleven, en er wordt nu gewerkt om hun exacte functies te achterhalen.De mens heeft 23 paar chromosomen – één paar minder dan chimpansees, gorilla ‘ s, orang-oetans en andere mensapen. Voor meer dan twee decennia, hebben de onderzoekers gedacht dat het menselijke chromosoom 2 als resultaat van de fusie van twee middelgrote aap chromosomen en een Seattle groep werd geproduceerd de plaats van de fusie in 2002.
in de laatste analyse hebben onderzoekers de DNA-sequentie van het chromosoom onderzocht op de relikwieën van het centrum (centromeer) van het apenchromosoom dat werd geïnactiveerd na fusie met het andere apenchromosoom. Zij identificeerden later een traject van 36.000 basispaar van de opeenvolging van DNA dat waarschijnlijk de nauwkeurige plaats van geïnactiveerde centromeer markeert. Dat kanaal wordt gekenmerkt door een type van DNA-duplicatie, bekend als alpha satelliet herhaalt, dat is een kenmerk van centromeren. Bovendien wordt het darmkanaal geflankeerd door een ongebruikelijke overvloed van een ander type van DNA-duplicatie, genoemd segmentale duplicatie.
” deze gegevens verhogen de mogelijkheid van een nieuw instrument voor het bestuderen van de evolutie van het genoom. We kunnen andere chromosomen vinden die in de loop van de tijd zijn verdwenen door het DNA van andere zoogdieren te zoeken naar vergelijkbare patronen van duplicatie,” zei Richard K. Wilson, Ph.D., directeur van het Genome Sequencing Center van de Washington University School Of Medicine en senior auteur van de studie.
In een andere intrigerende bevinding identificeerden de onderzoekers een messenger RNA (mRNA) transcript van een gen op chromosoom 2 dat mogelijk een eiwit kan produceren dat uniek is voor mensen en chimpansees. De wetenschappers hebben voorlopig bewijsmateriaal dat het gen kan worden gebruikt om een proteã ne in de hersenen en de testes te maken. Het team identificeerde ook “hypervariabele” gebieden waarin genen variaties bevatten die tot de productie van veranderde proteã nen kunnen leiden uniek aan mensen. De functies van de veranderde proteã nen zijn niet gekend, en de onderzoekers benadrukten dat hun bevindingen nog “voorzichtige evaluatie vereisen.”
in oktober 2004 publiceerde het International Human Genome Sequencing Consortium zijn wetenschappelijke beschrijving van de voltooide menselijke genoomsequentie in Nature. Gedetailleerde annotaties en analyses zijn al gepubliceerd voor chromosomen 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, X en Y. publicaties die de resterende chromosomen beschrijven komen eraan.
de sequentie van chromosomen 2 en 4, evenals de rest van de sequentie van het menselijk genoom, kan worden geraadpleegd via de volgende openbare databanken: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank) bij NIH ‘ s National Center for Biotechnology Information (NCBI); de UCSC Genome Browser (www.genome.ucsc.edu) aan de Universiteit van Californië in Santa Cruz; de Ensembl Genome Browser (www.ensembl.org) bij het Wellcome Trust Sanger Institute en het EMBL-European Bioinformatics Institute; de DNA Data Bank of Japan (www.ddbj.nig.ac.jp); en EMBL-Bank (www.ebi.ac.uk/embl/index.html) in EMBL ‘ s Nucleotide Sequence Database. NHGRI is een van de 27 instituten en centra van NIH, een Agentschap van het Department of Health and Human Services. De NHGRI afdeling Extramuraal onderzoek ondersteunt subsidies voor onderzoek en voor opleiding en loopbaanontwikkeling op sites landelijk. Meer informatie over NHGRI is te vinden op www.genome.gov.
voor meer informatie, contacteer:
Geoff Spencer, NHGRI
(301) 402-0911
[email protected]
Michael C. Purdy, Washington University
(314) 286-0122
[email protected]