^* اکبر باقری
یک تیم بین المللی متشکل از حدود 100 دانشمند در کنسرسیوم Telomere-to-Telomere (T2T)، برای اولین‌بار توالی ژنوم انسانی را به طور کامل و بدون شکاف (gap) منتشر کردند که شامل تمام طول DNA (8درصد DNA شناسایی نشده) می­شود.
تیم تحقیقاتی توسط آدام فیلیپی، PhD، محقق ارشد شاخه ژنومی محاسباتی و آماری مؤسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی (NHGRI) و کارن میگا، PhD، استادیار دپارتمان مهندسی زیست مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز رهبری شدند.
قسمتی از این کار تحقیقاتی از قبل در bioRxiv به‌صورت پیش چاپ منتشر شد. اما اثری که امروز به چاپ رسید، شامل محتوای جدیدی از جمله توالی کامل کروموزوم Y می‌باشد که برای اولین‌بار منتشر شده است. علاوه بر این، این گروه در حال رونمایی از یک مرورگر ژنومی جدید UCSC است که دارای تمام,T2T   24 کروموزوم انسانی است.
نتایج این کار تحقیقاتی در شش مقاله در Science و بیش از دوازده مقاله در جاهای دیگر قابل‌مشاهده می‌باشد.
دکتر رابرت واترستون، استاد علوم ژنوم در دانشگاه تخصصی ژنتیک واشنگتن می‌گوید: "دیگر هیچ قطعه پنهان یا ناشناخته‌ای وجود ندارد".
زمانی که دانشمندان دو دهه پیش تکمیل پروژه ژنوم انسانی را اعلام کردند، اطلاع‌رسانی آنها کمی پیش از موعد بود. با دستیابی محققان در سراسر جهان به‌توالی DNA اکثر ژن‌های کدکننده پروتئین در ژنوم انسان، قطعاً دستاورد مهمی حاصل شده بود. اما حتی پس از 20 سال پیشرفت در این زمینه، هشت درصد از ژنوم ما هنوز بدون تعیین توالی و مطالعه نشده باقی‌مانده است. تقریباً 151 میلیون جفت باز توالی اطلاعاتی پراکنده در سرتاسر ژنوم که توسط برخی به‌عنوان (junk DNA) بدون عملکرد مشخص مورد ایراد قرار می‌گرفت، هنوز نامعلوم بودند.
اریش دی جارویس، PhD، استاد دانشگاه راکفلر که به توسعه تعدادی از تکنیک‌های اصلی برای باز کردن قفل قطعات نهایی ژنوم انسان کمک کرد، می‌گوید: "شما فکر می‌کنید که با ۹۲ درصد از ژنوم که مدت‌ها پیش تکمیل شده است، ۸ درصد دیگر کمک چندانی نخواهد کرد!". اما از آن هشت درصد ازدست‌رفته، ما اکنون درکی کاملاً جدید از نحوه تقسیم سلول‌ها به دست می‌آوردیم که به ما امکان می‌دهد تعدادی از بیماری‌ها را مطالعه کنیم که قبلاً قادر به دسترسی به آنها نبودیم.
 برای مثال، تیم تحقیقات سطوح غیرمنتظره بالایی از تنوع ژنتیکی را در سانترومرها و سایر نواحی کشف کردند. فیلیپی می‌گوید: "یک گنجینه کاملاً جدید از واریانت‌ها که می‌توانیم آن‌ها را مطالعه کنیم تا ببینیم آیا آنها اهمیت عملکردی دارند یا خیر."
برخی از پیشرفت‌های کلیدی که این کار را ممکن کرد، پیشرفت‌های سریع فناوری توالی‌یابی توسط فناوری‌های Oxford Nanopore و Pacific Biosciences است. به‌ویژه، این پروژه زمانی تقویت شد که PacBio یک دستگاه توالی‌یابی جدید را معرفی کرد که خوانش‌های توالی‌یابی طولانی بادقت بیش از 99 درصد ایجاد می‌کرد. فیلیپی می‌گوید: "این آخرین تکهٔ پازل بود مثل گذاشتن یک عینک جدید." فناوری PacBio نمی‌توانست تمام بخش‌های ژنوم را به‌خوبی پوشش دهد، اما دانشمندان متوجه شدند که با ترکیب توالی‌های طولانی خوانده شده با داده‌های Oxford Nanopore ، می‌توانند تمام شکاف‌ها را پر کنند.
لحظه کلیدی زمانی فرا رسید که تیم تلاش می‌کرد تا سخت‌ترین نواحی ژنوم - DNA بسیار تکراری در سانترومرها - را جمع‌بندی کند. محققان دریافتند که الگوریتم‌های جمع‌آوری قطعات نمی‌توانند نواحی تکرار را پردازش کنند، اما چشم انسان می‌تواند. در کامپیوتر، دانشمندان دیدند که توالی‌های تکراری مختلف کجا با هم درهم‌پیچیده شده‌اند و سپس آن‌ها را به‌صورت دستی باز کردند. جارویس می‌گوید، "مثل باز کردن یک‌رشته در یویو خود." تا پایان تابستان، تیم هر کروموزوم را توالی‌یابی کرد.
میگا که گروه کاری ساتلیت سانترومر T2T را رهبری می‌کرد، می‌گوید: "این داده‌ها پایه‌ای برای عصر جدید" در مطالعه سانترومرها ارائه می‌کنند. دانشمندان اکنون می‌توانند کشف کنند که چگونه این تغییرات تازه کشف‌شده با بیماری‌ها در ارتباط بوده و همچنین DNA سانترومری چگونه در طول زمان تغییر می‌کند.
 نتایج T2T همچنین به الگوهای پیچیده‌تری از تنوع در ژن‌ها اشاره می‌کند که ممکن است به ایجاد گونه انسانی کمک کرده باشد و بتواند تکامل سریع ما را توضیح دهد. ایوان آیکلر، دکترای علوم ژنوم در دانشگاه واشنگتن، توضیح می‌دهد که توالی کامل ژنوم نشان می‌دهد که برخی از ژن‌های مرتبط با مغزهای بزرگ‌تر بسیار متغیر هستند. یک فرد ممکن است 10 نسخه از یک ژن خاص داشته باشد، درحالی‌که دیگران ممکن است تنها یک یا دو نسخه داشته باشند. آیکلر توضیح می‌دهد که ژن‌های نامتناسب می‌توانند منجر به "زلزله" تغییرات ژنی شوند. او می‌گوید: " در نتیجه، این مناطق به محل فعالی برای تغییرات سریع تکاملی و استعداد ابتلا به بیماری، هم در درون و هم بین گونه‌ها تبدیل می‌شوند."
اعضای کنسرسیوم در حال حاضر برای تعیین توالی یک ژنوم با کروموزوم‌های مختلف به ارث رسیده از هر والدین کار می‌کنند. آنها همچنین در حال آغاز یک تلاش pan-genome برای خواندن کل توالی DNA صدها نفر از سراسر جهان هستند. جارویس، یکی از رهبران effort pan-genome ، توضیح می‌دهد: "هدف این است که تاحدامکان یک ژنوم انسانی کامل ایجاد کنیم که نشان‌دهنده تنوع بسیار بیشتری از انسان باشد."
آیکلر می‌گوید، اما سکانس جدید اولین گام ضروری است. اکنون ما یک سنگ رزتا (Rosetta) برای بررسی تنوع کامل در صدها هزار ژنوم دیگر در آینده داریم.
منبع خبر: [این خبر زیر نظر دکتر عباس کریمی تهیه و تنظیم شده است]
 https://www.insideprecisionmedicine.com/category/news-and-features
^* دانشجوی دکتری تخصصی پزشکی مولکولی