İnsan Pangenomu Referans Konsorsiyumu, 94 farklı genom dizisinden oluşan ve 2024 yılına kadar 700’e ulaşmayı hedefleyen, çok daha çeşitli bir referans insan genomu dizisi olan “pangenom”u tanıttı. varyantlar ve artan genomik analiz doğruluğu.
Genom dizilerinin daha eksiksiz ve sofistike koleksiyonu, önemli ölçüde daha fazla insan çeşitliliğini yakalar.
Araştırmacılar, yüksek kaliteli yeni bir dizi yayınladı farklı insan popülasyonlarından daha önce mevcut olandan çok daha fazla çeşitliliği yakalayan referans insan genom dizilerinin toplanması. Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin bir parçası olan Ulusal İnsan Genom Araştırma Enstitüsü (NHGRI) tarafından finanse edilen bir grup olan uluslararası İnsan Pangenom Referans Konsorsiyumu tarafından yönetildi.
Yeni “pangenom” referansı, 47 kişinin genom dizilerini içerir ve araştırmacılar bu sayıyı 2024 ortasına kadar 350’ye çıkarma hedefinin peşindedir. Her kişinin bir çift kromozom seti taşıdığı düşünülürse, mevcut referans aslında 94 farklı genom sekansı içerir ve projenin tamamlanmasıyla 700 farklı genom sekansına ulaşılması hedeflenir.
Çalışma, Nature dergisinde yayınlandı , konsorsiyum üyeleri tarafından yayınlanan birkaç makaleden biridir.
İnsan Pangenomu Referans Konsorsiyumu, yeni bir referans insan genom dizisi koleksiyonu yayınladı. Önceki modellerden önemli ölçüde daha çeşitli olan “pangenom” referansı, 47 kişiden 94 farklı genom dizisinden oluşuyor ve 2024 yılına kadar 350 kişiden 700 diziye ulaşmayı planlıyor. Kredi: Darryl Leja, Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü, NIH
{ 5}
Genom, her canlının gelişmesine ve işlev görmesine yardımcı olan DNA talimatları dizisidir. Genom dizileri bireyler arasında biraz farklılık gösterir. İnsanlar söz konusu olduğunda, herhangi iki insanın genomu ortalama olarak %99’dan fazla aynıdır. Küçük farklılıklar, her kişinin benzersiz olmasına katkıda bulunur ve sağlıkları hakkında fikir verebilir, hastalıkları teşhis etmeye, sonuçları tahmin etmeye ve tıbbi tedavilere rehberlik etmeye yardımcı olabilir.
“Herkesin benzersiz bir genomu vardır, bu nedenle tek bir referans genom kullanmak diziliminin her insan için olması genomik analizlerde eşitsizliklere yol açabilmektedir. Örneğin, bir genetik hastalığı tahmin etmek, genomu referans genomdan daha farklı olan biri için pek işe yaramayabilir.”
Bu genomik farklılıkları anlamak için bilim insanları, referans genom dizileri oluşturur. “standart” — diğer insan genomu dizilerini hizalamak, birleştirmek ve incelemek için karşılaştırma olarak kullanılabilen insan genomu dizilerinin dijital karışımı.
Orijinal referans insan genomu dizisi yaklaşık 20 yaşındadır ve düzenli olarak teknoloji ilerledikçe ve araştırmacılar hataları düzelttikçe ve insan genomunun daha fazla bölgesini keşfettikçe güncellenir. Ancak, yalnızca yaklaşık 20 kişinin genomlarından oluştuğu ve referans dizisinin çoğu yalnızca bir kişiye ait olduğu için, insan türünün çeşitliliğini temsil etme konusunda temelde sınırlıdır.
“Herkesin bir benzersiz genom, bu nedenle her kişi için tek bir referans genom dizisi kullanmak, genomik analizlerde eşitsizliklere yol açabilir,” dedi. ana çalışmanın. “Örneğin, genomu referans genomdan daha farklı olan biri için genetik bir hastalığı tahmin etmek pek işe yaramayabilir.”
Yeni pangenom referansı, farklı genomlardan oluşan bir koleksiyondur. tek bir genom dizisini karşılaştırmak için. Metro sisteminin bir haritası gibi, pangenom grafiği de bir dizi için farklı renklerle temsil edilen birçok olası rotaya sahiptir. Görüntünün üst kısmındaki sapma yolları, tek harfli farklılıklar olan tek nükleotit varyantlarını (SNV’ler) temsil eder.Saat yönünün tersine dönen ve nükleotit dizisini geriye doğru takip eden pembe yol, bir inversiyon varyantını temsil eder. En altta, yeşil ve lacivert yollar rotasındaki C nükleotidini kaçırır ve bir delesyon varyantını temsil eder. Rotasında fazladan nükleotit bulunan açık mavi yol, bir yerleştirme varyantını temsil eder. Kredi: Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü
Mevcut referans insan genom dizilimi, özellikle tekrarlanan ve okunması zor alanlarda, eksik bilgileri yansıtan boşluklara sahiptir. Bir seferde DNA’nın daha uzun uzantılarını okuyan uzun okumalı DNA dizilimi gibi son teknolojik gelişmeler, araştırmacıların ilk tam insan genom dizisini oluşturmak için bu boşlukları doldurmasına yardımcı oldu. Geçen yıl NIH tarafından finanse edilen Telomerden Telomere (T2T) konsorsiyumunun bir parçası olarak yayınlanan bu eksiksiz insan genom dizisi, mevcut pangenom referansına dahil edilmiştir. Aslında, T2T araştırmacılarının birçoğu aynı zamanda İnsan Pangenom Referans Konsorsiyumu’nun da üyesidir.
Araştırmacılar, çeşitli genom dizilerini hizalamak için gelişmiş hesaplama teknikleri kullanarak, pangenom örtüsündeki her bir düzenekle yeni bir insan pangenom referansı oluşturdular. %99’dan fazla doğrulukla beklenen sıralamanın %99’undan fazlası. Ayrıca DNA’ya 100 milyondan fazla yeni baz veya “harf” ekleyerek önceki referans genom dizisini temel alır. Önceki referans genom dizisi tek ve lineer iken, yeni pangenom insan genom dizisinin birçok farklı versiyonunu aynı anda temsil ediyor. Bu, araştırmacılara diğer insan genom dizilerini analiz etmede pangenomu kullanmak için daha geniş bir seçenek yelpazesi sunar.
“Pangenom referansını kullanarak, yapısal varyantlar olarak adlandırılan daha büyük genomik varyantları daha doğru bir şekilde tanımlayabiliriz,” dedi. California Santa Cruz Üniversitesi’nde öğrenci ve makalenin ortak yazarı. “Doğrusal referans dizilerine dayanan önceki yöntemlerle tanımlanmayan değişkenleri bulabiliyoruz.”
Yapısal değişkenler binlerce baz içerebilir. Şimdiye kadar araştırmacılar, tek bir referans dizisi kullanma önyargısı nedeniyle kısa okumalı dizileme kullanarak her bir insan genomunda bulunan yapısal varyantların çoğunu belirleyemedi.
“İnsan pangenom referansı, bize Ph.D. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde öğrenci, Yale Üniversitesi’nde araştırma üyesi ve makalenin ortak yazarı. “Bir pangenom referansıyla, genler ve hastalık özellikleri arasındaki bağlantıya ilişkin anlayışımızı geliştirerek klinik araştırmaları hızlandırabiliriz.”
İnsan Pangenom Referans Konsorsiyumu’nun çalışmalarını desteklemenin toplam maliyetinin yaklaşık 40 ABD doları olacağı tahmin edilmektedir. insan pangenom referansını oluşturma, DNA dizileme teknolojisini iyileştirme, bir koordinasyon merkezi işletme, sosyal yardım yürütme ve araştırma topluluğunun pangenom referansını kullanması için kaynaklar oluşturma çabalarını içeren beş yılda milyon.
Bireylerin çoğu yeni insan pangenom referansını oluşturmak için genomları sıralananlar, orijinal olarak, çeşitli popülasyonlardaki genomik varyantların kataloğunu iyileştirmeyi amaçlayan ve kısmen NIH tarafından finanse edilen ortak ve uluslararası bir çaba olan 1.000 Genom Projesi‘nin bir parçası olarak işe alındı. . İnsan pangenom referansı devam eden bir çalışma olduğundan, uluslararası İnsan Pangenom Referans Konsorsiyumu’ndan araştırmacılar, pangenom referansının kalitesini giderek daha fazla artırmak için daha fazla genom dizisi eklemeye devam ediyor.
“Genom bilimi kullanan temel araştırmacılar ve klinisyenlerin ihtiyacı var insan popülasyonunun dikkate değer çeşitliliğini yansıtan bir referans dizisine erişim. Bu, referansın tüm insanlar için yararlı olmasına yardımcı olacak ve böylece sağlık eşitsizliklerini yayma şansını azaltmaya yardımcı olacaktır,” dedi. “Bir insan pangenom referansı oluşturmak ve geliştirmek, NHGRI’nin, genomik bilgiyi ilerletmek ve genomik tıbbı adil bir şekilde uygulamak için çok önemli olan genomik araştırmalarının tüm yönlerinde küresel çeşitlilik için çaba gösterme hedefiyle uyumludur.”
İnsan Pangenomu Referans Konsorsiyumu, zorlu sorunları öngörmek ve bilgilendirilmiş onamı yönlendirmeye yardımcı olmak, farklı örneklerin çalışılmasına öncelik vermek, klinik benimsemeyle ilgili olası düzenleyici sorunları araştırmak ve uluslararası ve Yerli topluluklarla birlikte çalışmak için çalışan yerleşik bir etik grubu içerir. genom dizilerini bu daha kapsamlı çabalara dahil edin.
Bu buluş hakkında daha fazla bilgi için bkz.:
- İnsan Pangenom Referansı: Dünya Çapındaki Genomik Çeşitliliğin Derin Bir Anlayışı
- A İnsan Genomik Çeşitliliğinin Kristal Netliğinde Görüntüsü
“Bir taslak insan pangenom referansı”, yazan Wen-Wei Liao, Mobin Asri, Jana Ebler, Daniel Doerr, Marina Haukness, Glenn Hickey, Shuangjia Lu, Julian K.Abel, Silvia Buonaiuto, Xian H. Chang, Haoyu Cheng, Justin Chu, Vincenza Colonna, Jordan M. Eizenga, Xiaowen Feng, Christian Fischer, Robert S. Fulton, Shilpa Garg, Christian Groza, Andrea Guarracino, William T. Harvey, Simon Heumos, Kerstin Howe, Miten Jain, Tsung-Yu Lu, Charles Markello, Fergal J. Martin, Matthew W. Mitchell, Katherine M. Munson, Moses Njagi Mwaniki, Adam M. Novak, Hugh E. Olsen, Trevor Pesout, David Porubsky , Pjotr Prince, Jonas A. Sibbesen, Jouni Mermaid, Chad Tomlinson, Flavia Villani, Mitchell R. Vollger, Lucinda L. Antonacci-Fulton, Gunjan Baid, Carl A. Baker, Anastasia Belyaeva, Constantine Billis, Andrew Carroll, Pi -Chuan Chang, Sarah Cody, Daniel E. Cook, Robert M. Cook-Deegan, Omar E. Cornejo, Mark Diekhans, Peter Ebert, Susan Fairley, Oliver Fedrigo, Adam L. Felsenfeld, Giulio Formenti, Adam Frankish, Yan Gao, Nanibaa’ A. Garrison, Carlos Garcia Giron, Richard E. Green, Leanne Haggerty, Kendra Hoekzema, Thibaut Hourlier, Hanlee P. Ji, Eimear E. Kenny, Barbara A. Koenig, Alexey Kolesnikov, Jan O. Korbel, Jennifer Kordosky, Sergey Koren , HoJoon Lee, Alexandra P. Lewis, Hugh Magalhães, James Marco-Sola, Pierre Marijon, Ann McCartney, Jennifer McDaniel, Jacquelyn Mountcastle, Maria Nattestad, Sergey Nurk, Nathan D. Olson, Alice B. Popejoy, Daniela Puiu, Mikko Rautiainen , Allison A. Regier , Arang Rhie , Samuel Sacco , Ashley D. Sanders , Valerie A. Schneider , Baergen I. Schultz , Kishwar Shafin , Michael W. Smith , Heidi J. Sofia , Ahmad N. Abou Tayoun , Françoise Thibaud -Nissen, Francesca Floriana Tricomi, Justin Wagner, Brian Walenz, Jonathan MD Wood, Alexey V Zimin, Guillaume Bourque, Mark JP Chaisson, Paul Flicek, Adam M Phillippy, Justin M Zook, Evan Eichler, David Haussler, Ting Wang, Erich D. Jarvis, Karen H. Miga, Erik Garrison, Tobias Marschall, Ira M. Hall, Heng Li ve Benedict Paten, 10 Mayıs 2023, Nature.x
“Artan Mutasyon Oranı ve İçinde Gen Dönüşümü Mitchell R. Vollger, Philip C. Dishuck, William T. Harvey, William S. DeWitt, Xavi Guitart, Michael E. Goldberg , Allison N. Rozanski , Julian Lucas , Mobin Asri , İnsan Pangenome Referans Konsorsiyumu , Katherine M. Munson , Alexandra P. Lewis , Kendra Hoekzema , Glennis A. Logsdon , David Porubsky , Benedict Paten , Kelley Harris , PingHsun Hsieh ve Evan E. . Eichler, 10 Mayıs 2023. Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05895-y
“Rekombinasyon arasında heterolog insan akrosentrik kromozomları” yazan Andrea Guarracino, Silvia Buonaiuto, Leonardo Google Scholar Crossref , CAS 10, 2023, Nature.
{ 10 Mayıs 2023, Doğa.
{ 7}DOI: 10.1038/s41586-023-05976-y
“Minigraph-Cactus ile Genom Hizalamasından Pangenom Grafiği Oluşturma”, Glenn Hickey, Jean Monlong, Jana Ebler, Adam M. Novak, Jordan M. Eizenga, Yan Gao, İnsan Pangenome Referans Konsorsiyumu, Tobias Marschall, Heng Li ve Benedict Paten, 10 Mayıs 2023, Nature Biotechnology}.