Na meer dan twee decennia, menselijk genoom project Gevierd als een wetenschappelijke mijlpaal, hebben wetenschappers eindelijk de klus geklaard. De eerste volledige, gap-free sequencing van het menselijk genoom is gepubliceerd in een doorbraak die naar verwachting de weg vrijmaakt voor nieuwe inzichten in gezondheid en wat onze soort uniek maakt.
Dr. Karen Mega, een wetenschapper aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz die mede-leider was van het internationale consortium achter het project, zei: “Deze delen van het menselijk genoom die we al meer dan 20 jaar niet hebben kunnen bestuderen, zijn belangrijk voor ons begrip van hoe genomen werken, genetische ziekten, menselijke diversiteit en evolutie.”
Tot op heden ontbrak ongeveer 8% van het menselijk genoom, inclusief grote stukken zeer repetitieve sequenties, soms beschreven als ‘junk-DNA’. Hoewel deze repetitieve secties in feite werden weggelaten vanwege technische problemen in hun sequentiële volgorde, in plaats van simpelweg een gebrek aan interesse.
Genoomsequencing is zoiets als een boek in stukjes tekst breken en vervolgens proberen het boek opnieuw op te bouwen door ze weer in elkaar te zetten. Tekstuitbreidingen die veel veelvoorkomende of herhalende woorden en zinsdelen bevatten, kunnen moeilijker te plaatsen zijn dan unieke delen van de tekst. Nieuwe “long-read” sequencing-technologieën die grote stukken DNA in één keer decoderen – genoeg om veel herhalingen vast te leggen – hebben geholpen deze hindernis te overwinnen.
Wetenschappers waren in staat om de puzzel verder te vereenvoudigen door een ongebruikelijk celtype te gebruiken dat alleen DNA bevat dat van de vader is geërfd (de meeste cellen in het lichaam bevatten twee genomen – één van elke ouder). Samen hebben deze twee vorderingen het mogelijk gemaakt om de meer dan 3 miljard letters waaruit het menselijk genoom bestaat, te decoderen.
“In de toekomst, wanneer het genoom van een persoon wordt gesequenced, zullen we in staat zijn om alle varianten in hun DNA te identificeren en die informatie te gebruiken om de gezondheidszorg beter te begeleiden,” zei Dr. Adam Philippi, van het National Human Genome Research Institute in Maryland en medevoorzitter van de coalitie. “Het echt voltooien van de sequentiebepaling van het menselijk genoom was als het opzetten van een nieuwe bril. Nu we alles duidelijk kunnen zien, zijn we een stap dichter bij het begrijpen van wat het allemaal betekent.”
Een interessegebied is dat de delen van het genoom die veel repetitieve stukken bevatten, die delen zijn waarin de meeste menselijke genetische variatie is. Variatie binnen deze regio’s kan ook belangrijke aanwijzingen opleveren over hoe onze menselijke voorouders snelle evolutionaire veranderingen ondergingen die leidden tot complexere cognitie.
Het werk zal waarschijnlijk ook leiden tot een beter begrip van de mysterieuze componenten van het genoom dat bekend staat als centromeren. Het zijn dichte bundels DNA die chromosomen aan elkaar binden en een rol spelen bij de celdeling, maar tot nu toe werden ze als ongepland beschouwd omdat ze duizenden stukken DNA-sequenties bevatten die zich keer op keer herhalen.
De wetenschap achter de sequencing-inspanning en enkele voorlopige analyses van nieuwe genoomregio’s worden uiteengezet in zes onderzoekspapers die in het tijdschrift zijn gepubliceerd weten.
“Wanneer we deze nieuwe delen van het genoom ontsluiten, denken we dat er genetische diversiteit zal zijn die bijdraagt aan veel verschillende eigenschappen en ziekterisico’s”, zegt Rajiv McCoy, van de Johns Hopkins University en een co-auteur van de telomeer-naar-telomeer ( T2T) consortium. “Er is een aspect hiervan dat is als: ‘We weten nog niet wat we niet weten.'”
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
