Het mysterie van het Y-chromosoom is eindelijk opgelost

ruim twintig jaar geleden, Het menselijk genoom werd voor het eerst gesequenced (met andere woorden: “gelezen”). De “tekst” van deze oorspronkelijke versie bevatte meerdere “gaten” omdat veel DNA-sequenties ontbraken omdat ze niet goed konden worden gedecodeerd. Door de jaren heen is de kwaliteit van de decodering verbeterd geleidelijk verbeterdElke nieuwe iteratie van de reeks helpt enkele hiaten op te vullen die verhinderden dat ons genetisch materiaal volledig werd gelezen.

Het grootste probleem waarmee onderzoekers worden geconfronteerd, is proberen Lees het menselijk genoom in zijn geheel Het wordt geassocieerd met de enorme hoeveelheid repetitieve sequenties die het bevat. In feite vormen de grofweg 20.000 menselijke genen slechts 2% van het gehele genoom. De resterende 98% bestaat voornamelijk uit verschillende families van herhaalde sequenties, mobiele elementen genoemd “omzetting” en ‘retrotransfers’, evenals, in mindere mate, zeer functioneel belangrijke sequenties, die genexpressie reguleren door te fungeren als schakelaars die bepalen waar en wanneer genen moeten worden in- en uitgeschakeld.

In maart 2022 heeft prof Grote oplossing Het menselijk genoom is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift wetenschap. Om deze nieuwe versie te verkrijgen, Internationale Federatie van T2T-onderzoekers. (Telomeer tot telomeer(telomeren zijn de uiteinden van chromosomen) gebruikte een nieuwe strategie, gebaseerd op het gebruik van een celtype (CHM13) dat slechts één kopie van elk chromosoom in stand houdt.

Door deze aanpak te combineren met de nieuwste technologie voor DNA-sequencing, zijn deze wetenschappers erin geslaagd ongeveer 200 miljoen basen (de ‘letters’ van de genetische tekst) aan de bestaande sequentie toe te voegen, waardoor de meeste gaten die op chromosomen 1 op 22 overbleven, werden opgevuld.

Het laatste chromosoom dat niet werd gedecodeerd, was ook het kleinste van alle menselijke chromosomen: het Y-chromosoom. Het is de drager van een specifieke sequentie die betrokken is bij de mannelijke seksuele differentiatie, en het is ook het meest complexe van alle chromosomen, omdat het veel repetitieve chromosomen bevat. opeenvolgingen. van verschillende soorten.

Hoeveel chromosomen hebben we?

Een kleine herinnering: ieder van ons heeft het 46 chromosomen In hun cellen zijn ze gerangschikt in 23 paren: 22 paar “somatische” chromosomen (1 tot en met 22) en één paar geslachtschromosomen (die X of Y kunnen zijn).

Elk paar van onze chromosomen bestaat uit één chromosoom geërfd van onze vader en één chromosoom geërfd van onze moeder. De meeste vrouwen hebben chromosoom 46XX, wat het laatste paar chromosomen betekent, het drieëntwintigste^Hbestaat uit twee exemplaren van het X-chromosoom.De meeste mannen hebben een 46XY-chromosoomconfiguratie, wat betekent dat het paar geslachtschromosomen bestaat uit een X-chromosoom en een Y-chromosoom.

Omdat het alleen bij mannen voorkomt, kan het Y-chromosoom geen genen bevatten die nodig zijn voor beide geslachten. Zoals reeds vermeld, bevat het de genen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van de mannelijke geslachtsorganen, en in het bijzonder belangrijkste gen SR.

Dit zet een reeks gebeurtenissen op gang die uiteindelijk leidt tot de transformatie van de ongedifferentieerde primaire geslachtsklieren in testikels, waar sperma wordt geproduceerd. bij afwezigheid van het gen SR (Net als bij vrouwtje 46XX) ontwikkelen deze oorspronkelijke geslachtsklieren zich uiteindelijk tot de eierstokken, waar eieren worden geproduceerd.

Het geheim van het Y-chromosoom is eindelijk begrepen

Het T2T-consortium heeft zojuist technische problemen opgelost die het decoderen van de Y-chromosoomsequentie verhinderden. Gepubliceerd eind augustus 2023 in het tijdschrift natuurDe resultaten van dit werk hebben 30 miljoen letters toegevoegd aan het bekende menselijke genoom, dat nu 3,23 miljard letters telt. Het maakte ook de ontdekking mogelijk van 40 voorheen onbekende eiwitcoderende genen. Het nieuwe referentiegenoom heet T2T-CHM13+Y en is door de auteurs van het onderzoek beschikbaar gesteld aan de hele onderzoeksgemeenschap.

Naast de volledige Y-chromosoomsequentie, natuur publiceerde een Tweede studie Het bevat sequenties van 43 Y-chromosomen van mensen die de afgelopen 183.000 jaar hebben geleefd. Uit hun analyse blijkt dat in de loop van de evolutie de grootte en structuur van het Y-chromosoom dramatisch zijn veranderd. In het bijzonder ontdekten de onderzoekers grote sequentie-inversies (delen van DNA die zijn omgedraaid en ondersteboven ingebracht).

Het feit dat we meer leren over het Y-chromosoom is geweldig nieuws. En om maar één voorbeeld te geven: laten we deze andere wetenschappelijke doorbraak in gedachten houden die ongeveer een jaar geleden plaatsvond en die een verband bewees tussen het (herhaalde) verlies van het Y-chromosoom in veel cellen en Kortere levensverwachting voor mannen vergeleken met vrouwen. Uiteraard bevatten onze genen nog veel meer waardevolle informatie.

De verbazingwekkende genetische diversiteit onder mensen

Deze twee nieuwe onderzoeken verbeteren onze kennis van het menselijk genoom aanzienlijk. Deze bijdragen komen Pangenome-initiatief, dat tot doel heeft rekening te houden met de genetische variatie die tussen mensen bestaat. Hoewel we een groot deel van ons genoom delen, is er feitelijk een variatie van ongeveer 0,1% van het ene individu tot het andere. Dit betekent dat er tussen twee mensen ruim 3 miljoen verschillende basenparen bestaan.

Het Pangenome Initiative zal het mogelijk maken om van één (momenteel) enkele referentiegenoomsequentie naar enkele honderden te gaan. Deze zullen onze genetische overeenkomsten en verschillen betrouwbaarder verklaren. Dit zou onder meer de ontdekking vergemakkelijken van mutaties die verband houden met de duizenden genetische ziekten die tot nu toe zijn geïdentificeerd.

Louis MontolioCSIC Wetenschappelijk onderzoeker, Nationaal Centrum voor Biotechnologie (CNB-CSIC)

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Gesprek Onder Creative Commons-licentie. Lees deHet originele artikel.

deelname aan Numerama op Google Nieuws Zo mis je geen enkele informatie!