W końcu marca międzynarodowe konsorcjum badawcze T2T (Telomere-to-Telomere) opublikowało pierwszą w pełni kompletną sekwencję ludzkiego genomu. Oznacza to, że w końcu znamy brakujące 8 proc., które pozostawało niezbadane od przeszło 20 lat. Bo choć w 2003 roku triumfalnie ogłoszono zakończenie słynnego już Human Genome Project - nie istniała wówczas technologia, która pozwalała na zsekwencjonowanie niektórych bardzo charakterystycznych fragmentów DNA, a samo sekwencjonowanie było drogie. Stosowanymi wówczas metodami udało się odczytać 92 proc. informacji genetycznej człowieka. Tajemnicze luki, o których początkowo myślano, że są mało istotne, istniały aż do dziś. Bieżący rok przyniósł przełom: referencyjny genom ludzki jest już kompletny w 100 proc. Jednocześnie dowiedzieliśmy się, jak bardzo niedoceniane były brakujące fragmenty tej genetycznej układanki, jaką jest nasz genom.
- - mówi dr Tomasz Wojdacz, profesor Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie i Uniwersytetu w Aarhus w Danii.
Jak tłumaczy, nić DNA skład się z cegiełek, czyli zasad azotowych. Są one ułożone liniowo, jedna obok drugiej, w odpowiedniej sekwencji. Te cegiełki są tylko cztery: adenina (A), cytozyna (C), guanina (G) i tymina (T).
W przeważającej części DNA - także w obrębie genów, czyli tych fragmentów, które kodują białka - wspomniane cegiełki są ułożone różnorodnie i unikatowo. Jednak są w naszym genomie części, gdzie zasady azotowe bardzo regularnie, uporczywie wręcz, powtarzają się. Nazywamy je sekwencjami powtórzonymi i to właśnie one stanowią 8 proc. genomu, który pozostawał dotychczas nieodczytany.
- - opowiada dr. Wojdacz.
- - dodaje. -.
A gdzie w genomie znajdują się te nowo zsekwencjonowane powtórzenia? Dr Wojdacz wyjaśnia, że dwoma najważniejszymi miejscami charakteryzującymi się właśnie taką powtarzalną budową są telomery i centromery. I to o tych dwóch obszarach dowiedzieliśmy się teraz najwięcej. - - mówi naukowiec.
Czym są telomery?
Telomery to fragmenty DNA zlokalizowane na końcach chromosomów. Ich funkcją jest zabezpieczanie chromosomu przed uszkodzeniem podczas kopiowania. Z każdym kolejnym podziałem komórki struktury te skracają się.
Telomery zapewniają też chromosomom stabilność. Jeśli w telomerach dochodzi do jakichś nieprawidłowości, pojawiają się choroby. Osoby z tymi nieprawidłowościami mogą się szybciej starzeć, częściej zapadać na nowotwory. - - podkreśla dr Wojdacz.
Czym są centromery?
Drugim ważnym obszarem, którego sekwencję poznaliśmy dopiero teraz, a który jest równie ważny w życiu każdej komórki, są centromery. To centralne rejony chromosomów; stanowią charakterystyczne przewężenie, dzielące chromosom na dwa ramiona. Struktury te są krytyczne dla podziału komórkowego. To do nich przyłączają się włókna wrzeciona podziałowego i rozciągają chromosom do dwóch przeciwległych biegunów komórki, aby w efekcie mogły powstać komórki potomne z taką samą ilością DNA jak komórka, z której pochodzą.
- - mówi dr Tomasz Wojdacz.
W ludzkim genomie elementy kodujące białka - czyli te, które zawierają informacje to tym, jak komórka powinna wyglądać i co robić - stanowią jedynie około 2 proc. - - opowiada epigenetyk.
Dodaje, że dopiero w 2012 roku roku duży międzynarodowy projekt o nazwie ENCODE (The ENCyclopedia Of DNA Elements), który powstał jako kontynuacja Human Genome Project (w ramach którego zsekwencjonowano 92 proc. ludzkiego genomu) wykazał, że większość DNA, które dotąd uważano za śmieciowe, w istocie jest funkcjonalnie istotne.
- - mówi dr. Wojdacz. - .
Ile z całego niekodującego DNA jest użyteczne, a ile faktycznie do niczego nie służy, jeszcze nie wiemy. Wiemy natomiast, że niekodujące elementy genomu - oprócz omawianych tu powtórzeń - zwierają np. sekwencje kodujące tzw. noncoding RNA (czyli fragmenty, które mogą być czytane, ale nie są przepisywane na białka i które pełnią funkcje regulatorowe) oraz długie niekodujące RNA (long non-coding RNA) - elementy genomu, których funkcje dopiero zaczynamy zgłębiać.
- - mówi dr Wojdacz.
Miedzy niekodującymi sekwencjami powtórzonymi naukowcy z konsorcjum T2T odnaleźli także całkiem nowe geny. - - ma nadzieję dr Wojdacz.
Teraz, gdy mamy już działającą technologię, postęp - zdaniem doktora - będzie szybki.
- - zaznacza naukowiec.
Jak dodaje, sekwencjonowanie genomów różnych ludzi jest potrzebne, aby poznać subtelne różnice występujące między nami - te, dzięki którym troszkę się różnimy. Im więcej będziemy mieć sekwencji indywidualnych genomów, tym dokładniej będziemy wiedzieć, czy różnice w konkretnych miejscach DNA skutkują wyłącznie innym kolorem oczu, czy też są ważne dla rozwoju chorób, czy w ogóle nie mają większego znaczenia.
Predyspozycje do chorób zapisane w genach
- - tłumaczy specjalista.
- - mówi ekspert.
Poza potencjalnymi terapiami, które się w przyszłości pojawią, spersonalizowanymi schematami leczenia itp., znajomość różnic w genomie umożliwi także skuteczniejszą prewencję chorób.
- - podkreśla dr Wojdacz. - .
- .
- - podsumowuje dr Wojdacz.
