Urutan 'genom manusia yang benar-benar lengkap' pertama;  Perangkat lunak India memainkan peran kunci |  Berita India

Urutan ‘genom manusia yang benar-benar lengkap’ pertama; Perangkat lunak India memainkan peran kunci | Berita India


NEW DELHI: Dalam apa yang bisa menjadi peningkatan terbesar pada genom referensi manusia sejak rilis awal 20 tahun yang lalu, para peneliti dari konsorsium Telomere-to-Telomere (T2T), sebuah kolaborasi internasional dari sekitar 30 institusi telah mengurutkan “manusia pertama yang benar-benar lengkap genom referensi”.
Ini bisa menandai era baru genomik di mana tidak ada wilayah genom – seluruh kode genetik manusia – berada di luar jangkauan. Ini membuka daerah baru dalam DNA manusia dan memiliki potensi untuk meningkatkan pemahaman tentang berbagai macam gangguan yang mempengaruhi orang. Ini juga dapat mengarah pada skrining genetik yang lebih baik yang memungkinkan tes diagnostik yang cepat dan spesifik untuk mengobati berbagai penyakit.
TOI mengakses makalah pracetak berjudul ‘Urutan lengkap genom manusia’ yang menjuluki urutan baru “T2T-CHM13”.
Validasi akhir ini juga dibantu oleh perangkat lunak dari Chirag Jain, asisten profesor, Departemen Ilmu Komputasi dan Data, Institut Sains India (IISc).
Mengisi kerenggangan
Pada tahun 2001, Celera Genomics dan International Human Genome Sequencing menerbitkan draf pertama genom manusia dan merevolusi genomik. Tetapi ada celah: Sesuai Alam, pengurutan tidak benar-benar lengkap dan sekitar 15% hilang karena keterbatasan teknologi. Selanjutnya, para ilmuwan memecahkan beberapa teka-teki, tetapi genom manusia terbaru, yang telah digunakan ahli genetika sebagai referensi sejak 2013, masih kekurangan 8% dari urutan penuh.
Sekarang, para peneliti di konsorsium Telomere-to-Telomere (T2T), sebuah kolaborasi internasional dari sekitar 30 institusi di seluruh dunia, telah mengurutkan “genom referensi manusia pertama yang benar-benar lengkap”. TOI mengakses makalah pracetak berjudul ‘Urutan lengkap genom manusia’ yang menjuluki urutan baru “T2T-CHM13”.
Genom Manusia adalah set lengkap DNA. Untaian DNA seperti bahasa empat huruf — empat unit kimia atau basa yang merupakan alfabet. Huruf-huruf tersebut bergabung secara khusus dengan huruf-huruf dalam untai yang berlawanan untuk membentuk kata-kata (pasangan basa atau bp), informasi penyandian. Semua kata-kata ini disimpan dalam kromosom dalam sel manusia.
Jika genom manusia adalah buku sejarah, itu akan memiliki sekitar 3 miliar kata (bp) di 22 bab (kromosom) memberikan informasi tentang perjalanan manusia melalui waktu dengan cetak biru rinci untuk membangun setiap sel manusia yang akan memberikan penyedia layanan kesehatan kekuatan baru untuk mengobati, mencegah dan menyembuhkan penyakit.
Jadi, jika 8% genom tidak diurutkan sebelumnya, itu berarti beberapa halaman buku ini hilang: Artinya, tidak semua dari 3 miliar+ pasangan basa yang dikandung setiap genom manusia, diurutkan.
“…Mengatasi kesenjangan 8% ini, T2T telah menyelesaikan urutan pertama genom manusia yang benar-benar lengkap,” tulis makalah itu.
Referensi urutan mencakup rakitan tanpa celah untuk semua 22 autosom ditambah Kromosom X (yang terlihat sama pada wanita dan pria), mengoreksi kesalahan, memperkenalkan 200 juta bp urutan baru yang mengandung 2.226 salinan gen; 115 diprediksi menjadi pengkode protein — penting untuk memahami penyakit.
Wilayah yang baru selesai mencakup semua susunan satelit sentromer dan lengan pendek dari kelima kromosom akrosentrik.
Susunan satelit – yang diketahui sangat bervariasi dalam populasi manusia – akan membantu genomik medis dan dengan demikian memberikan pemahaman yang lebih baik tentang variasi bawaan yang mendasari fisiologi, evolusi, dan penyakit manusia.
Demikian pula, pemahaman yang lebih baik tentang kromosom akrosentrik, yang terkait dengan gangguan seperti sindrom Down, juga memiliki kegunaannya.
Validasi akhir
“Konstruksi Genom melibatkan banyak algoritma komputer yang baru dirancang, perangkat lunak untuk memproses data sekuensing dan mengubahnya menjadi genom manusia yang lengkap. Satu perangkat lunak (Winnowmap2) dikembangkan dan disumbangkan oleh saya dengan kolaborator. Winnowmap2 sangat penting dalam validasi akhir genom, ”kata Jain kepada TOI.
Menunjukkan bahwa perangkat lunak mengambil data sekuensing genom sebagai input dan memetakannya ke perakitan genom, ia menambahkan bahwa metode pemetaan harus memperhitungkan sejumlah besar segmen berulang.
“Kehadiran pengulangan dalam genom membuatnya menantang karena ada banyak kemungkinan kandidat penyelarasan untuk suatu urutan, dan yang benar jarang terlihat. Setelah data disejajarkan dengan benar, perbedaan yang ditemukan antara genom dan data sekuensing mengungkap beberapa kesalahan yang dikoreksi oleh T2T sebelum rilis genom akhir, ”katanya.
Bukan kata terakhir
T2T-CHM13 mewakili genom satu orang dan T2T kini telah bekerja sama dengan konsorsium Referensi Pangenome Manusia untuk mengurutkan lebih dari 300 genom dari orang-orang di seluruh dunia.
Urutan baru bukanlah kata terakhir pada genom manusia menurut Nature (jurnal ilmiah) “karena T2T mengalami kesulitan menyelesaikan beberapa wilayah pada kromosom, dan memperkirakan sekitar 0,3% genom mungkin mengandung kesalahan.”
Dalam makalah mereka, peneliti T2T mencatat: Salah satu keterbatasan CHM13 adalah kurangnya kromosom Y. “Untuk menyelesaikan urutan referensi T2T untuk semua kromosom manusia, kami sedang dalam proses pengurutan dan perakitan kromosom Y.”


Keluaran HK