در توالی یابی ژنوم ، "کامل" به معنای "تقریبا کامل" است.به عنوان مثال ، ژنومهایی که معمولاً آنها را کامل می نامیم ، معمولاً قطعه های تکراری DNA را حذف می کنند ، که معمولاً در بخش های کوتاه و سخت و با هم اسکن می شوند.با "معمولاً" راضی نیستیم ، گروه بزرگی از محققان ژنومی تصمیم به امتحان کردن چیزهای متفاوتی گرفتند.محققان ، نماینده انستیتوی ملی تحقیقات ژنوم انسانی (NHGRI) و سایر موسسات ، ترتیب توالی یک کروموزوم X را از انتهای تا انتهای آن - از تلومر تا تلومر - بدون از دست رفتن DNA بسیار تکراری انجام دادند.اریک گرین ،  PhD ، مدیر NHGRI گفت: "این موفقیت دوره جدیدی را در تحقیقات ژنومیک آغاز می کند." "توانایی تولید توالی کاملاً کامل کروموزومها و ژنومها یک شاهکار فنی است که به ما کمک می کند تا درک کاملی از عملکرد ژنوم داشته باشیم و از اطلاعات ژنومی در مراقبت پزشکی مطلع شویم."

کار توصیف شده توسط گرین در تاریخ 14 ژوئیه در Nature ، در مقاله ای با عنوان "مونتاژ Telomere به telomere یک کروموزوم کامل انسانی X" انجام شد.
طبق گفته نویسندگان این مقاله ، به پایان رساندن کل ژنوم انسانی اکنون در دسترس است.

نویسندگان مقاله اظهار داشتند: "[اولین مونتاژ بدون شکاف یک کروموزوم انسانی]  توالی نانوحفره با خوانش بسیار طولانی ، از ژنوم کامل مایع هیداتی فرم CHM13 ، همراه با فن آوری های مکمل برای بهبود کیفیت و اعتبار سنجی ، فعال شد.

وی گفت: "با تمرکز تلاش های ما بر روی کروموزوم X انسانی ، ما آرایه DNA ماهواره ای سانترومر 3.1 مگابازی را بازسازی کردیم و بستن29 شکاف باقیمانده را نیز در مرجع فعلی قرار دادیم ، از جمله توالی های جدیدی از مناطق اتوزومال کاذب انسانی و خانواده های ژن آمپلیکونیک سرطان بیضه (CT-X و GAGE) "

" مول CHM13 hydatidiform" به دنباله سلول به طور موثر هاپلوئید CHM13hTERT برای توالی اشاره دارد.

انتخاب CHM13 برای توالی به دانشمندان اجازه داد تا پیچیدگی مونتاژ هر دو هاپلوتیپ ژنوم دیپلوئید را دور بزنند.

در اصل ، دانشمندان از توالی دو کروموزوم X متفاوت از یک سلول عادی انسانی اجتناب کردند.

در عوض ، آنها از یک نوع سلول خاص استفاده می کردند - یکی که دارای دو کروموزوم X یکسان است.

چنین سلولی DNA بیشتری را برای تعیین توالی نسبت به سلولهای نر فراهم می کند ، که فقط یک کپی از کروموزوم X دارد.
همچنین از تفاوت توالی که هنگام تجزیه و تحلیل دو کروموزوم X از یک سلول زن معمولی پیش می آید ، جلوگیری می کند.
دانشمندان همچنین با استفاده از فناوری که توالی بخشهای نسبتاً طولانی DNA دارند ، بار خود را کاهش داده اند.
یعنی دانشمندان خوانش"طولانی"  سرتاسر خوانش کوتاه را انتخاب کردند.طولانی خواندن متن ساده تر است.
آدام فیلیپی ، دکترا ، نویسنده ارشد مطالعه حاضر و یک محقق اصلی و رئیس بخش انفورماتیک ژنوم در NHGRI گفت: "تصور کنید که باید یک پازل را بازسازی کنید."
وی گفت: "اگر با قطعات کوچکتر کار می کنید ، هر یک از زمینه های کمتری برای فهمیدن اینکه از کجا آمده است ، به ویژه در قسمت هایی از پازل و بدون سرنخ های منحصر به فرد ، مانند یک آسمان آبی ، درج می کند."برای توالی یابی ژنوم انسانی نیز همین موضوع صادق است.تا به حال ، این قطعات خیلی کوچک بودند و هیچ راهی برای قرار دادن سخت ترین قسمت های پازل ژنوم وجود نداشت. "برای جمع آوری خواندن طولانی در یک کروموزوم کامل انسانی X ، فیلیپی و تیمش از یک برنامه رایانه ای استفاده کردند که توسعه داده بودند.آنها بسیاری از شکاف ها را بستند ، اما یک شکاف بزرگ باقی مانده است که مربوط به سانترومر X کروموزوم X است.
این شکاف که تقریباً سه میلیون پایه از DNA تکراری دارد ، توسط تیمی به سرپرستی دکتر کارن میگا ، دکترا ، دانشمند پژوهش در مؤسسه ژنتیک UC سانتا کروز و اولین نویسنده مقاله Nature بسته شد.
میگا گفت: "ما در حال درک این موضوع هستیم که برخی از این مناطق که در توالی مرجع وجود داشته است ، واقعاً جزوگرانبها ترین ها ها برای تغییر در جمعیت های انسانی هستند."
"بنابراین ، ما اطلاعات زیادی را از دست داده ایم که می تواند برای درک بیولوژی و بیماری انسان مهم باشد."
پر کردن شکافهای باقیمانده در توالی ژنوم انسان ، مناطق جدیدی از ژنوم را باز می کند که در آن محققان می توانند ارتباط بین تغییرات توالی و بیماری و سایر سرنخ ها را به سوالات مهم در مورد زیست شناسی و تکامل انسان جستجو کنند.
از بین 24 کروموزوم انسانی (از جمله X و Y) ، دانشمندان به دلیل پیوند آن با تعداد بیشماری از بیماری ها از جمله هموفیلی ، بیماری گرانولوماتوز مزمن و دیستروفی عضلانی دوشن ابتدا تکمیل توالی کروموزوم X را انتخاب کردند.
نویسندگان مقاله خاطرنشان كردند: "اگرچه ما در اینجا به اتمام كروموزوم X متمرکز شده ایم ، مجموعه كل ژنوم ما چندین كروموزوم دیگر را با تنها چند قطعه باقی مانده بازسازی كرده است و می تواند به عنوان پایه ای برای تكمیل كروموزوم های اضافی انسانی باشد."
"تلاشهای انجام شده در نهایت برای ساخت ژنوم مرجع انسانی به پیشرفت فناوری لازم در جهت هدف نهایی ما از مجامع تلومر به تلومر برای همه ژنومهای انسانی کمک خواهد کرد."تلاش فعلی بخشی از ابتکارات گسترده تر کنسرسیوم Telomere-Telomere (T2T) است که بخشی از آن توسط NHGRI تأمین می شود.
این کنسرسیوم با هدف تولید یک دنباله مرجع کامل از ژنوم انسان است.
فیلیپی اظهار داشت: "ما هنوز نمی دانیم که در سکانس های تازه کشف شده چه می یابیم." "این ناشناخته هیجان انگیز از کشف است.
این دوره توالی کامل ژنوم است ، و ما آن را از صمیم قلب در آغوش می گیریم. "
چالش های بالقوه باقی مانده است. به عنوان مثال ، کروموزوم های 1 و 9 دارای بخش های DNA تکراری هستند که بسیار بزرگتر از نمونه هایی هستند که روی کروموزوم X دیده می شوند.
میگا تأکید کرد ، "ما می دانیم که این سایت های قبلاً ناشناخته در ژنوم ما بین افراد بسیار متفاوت هستند."
هر دو فیلیپی و میگا موافق هستند که افزایش روش های ترتیب توالی همچنان به ایجاد فرصت های جدید در ژنتیک انسانی و ژنومیک می انجامد.

لینک