โครโมโซมในร่างกาย

การประกอบเชิงเส้นนี้เป็นครั้งแรกสำหรับออโตโซมของมนุษย์ ซึ่งเป็นโครโมโซมที่ไม่เกี่ยวข้องกับการกำหนดเพศ ลำดับโครโมโซมคู่ที่ 8 มีทั้งหมด 146,259,671 เบส การประกอบที่สมบูรณ์จะเติมเต็มช่องว่างของฐานมากกว่า 3 ล้านฐานที่ขาดหายไปจากจีโนมอ้างอิงปัจจุบัน บทความNatureมีชื่อว่า "โครงสร้าง หน้าที่ และวิวัฒนาการของโครโมโซมคู่ที่ 8 ที่สมบูรณ์" ลักษณะที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของโครโมโซมคู่ที่ 8 คือบริเวณที่มีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว ซึ่งอัตราการกลายพันธุ์ดูเหมือนจะเร่งขึ้นอย่างมากในมนุษย์และสปีชีส์ที่คล้ายมนุษย์ ตรงกันข้ามกับจีโนมมนุษย์ที่เหลือ แม้ว่าโครโมโซม 8 จะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการและชีววิทยาของมนุษย์ แต่นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการประกอบโครโมโซมของมนุษย์ทั้งหมดให้สมบูรณ์นั้นจำเป็นเพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ร่วมมือกันในการประกอบและวิเคราะห์โครโมโซม 8 ผู้เขียนหลักของบทความนี้คือ Glennis Logsdon ซึ่งเป็นเพื่อนดุษฎีบัณฑิตสาขาวิทยาศาสตร์จีโนมที่ University of Washington School of Medicine ในซีแอตเติล ผู้เขียนอาวุโสคือ Evan Eichler ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์จีโนมที่ UW School of Medicine และนักวิจัยของ Howard Hughes Medical Institute กลุ่มของเขามีชื่อเสียงในด้านการพัฒนาวิธีการที่ดีขึ้นในการหาลำดับดีเอ็นเอและการวิเคราะห์แนวโน้มการกลายพันธุ์ที่อาจมีความสำคัญในการวิจัยเกี่ยวกับวิวัฒนาการของไพรเมตและความผิดปกติทางระบบประสาท นอกจากการประกอบโครโมโซม 8 ของมนุษย์แล้ว นักวิจัยโครงการยังสร้างโครงร่างคุณภาพสูงของตำแหน่งเชื่อมโยงที่บริเวณเอวของโครโมโซม เซนโทรเมียร์ ในลิงชิมแปนซี อุรังอุตัง และลิงแสม ข้อมูลดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มสร้างแผนภูมิประวัติวิวัฒนาการของโครโมโซม 8 เซนโทรเมียร์ได้ เกือบจะเหมือนกับการตรวจสอบความลึกของไซต์ทางธรณีวิทยา นักวิจัยสังเกตในระดับโมเลกุล ความสมมาตรที่สะท้อนเป็นชั้นๆ สะท้อนว่าโครงสร้างเซนโทรเมียร์นี้วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษของลิงใหญ่ได้อย่างไร ชิ้นส่วนที่เก่าแก่กว่าถูกผลักออกไปรอบนอก คล้ายกับการเปิดพื้นที่สำหรับวัสดุใหม่กลางสายการผลิตของโรงงาน สถาบันวิจัยอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโครงการประกอบ โครโมโซม 8 ได้แก่ สาขา Development Therapeutics ของ National Cancer Institute, Genome Informatics Section ของ National Human Genome Research Institute, University of Bari, Italy; ศูนย์อัลกอริทึมชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ประเทศรัสเซีย; มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ข้อมูลถูกสร้างขึ้นด้วย Oxford Nanopore Technologies และการจัดลำดับการอ่านแบบยาวของ Pacific Biosciences เพื่อแก้ไขช่องว่างในการประกอบ telomere-to-telomere หรือแบบ end-to-end ของโครโมโซม การวิจัยก่อนหน้านี้โดยนักวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่งได้ชี้ว่าบริเวณโครโมโซมคู่ที่ 8 มีความสำคัญทั้งต่อการสร้างสมองตามปกติ เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงทางพัฒนาการบางอย่าง เช่น ขนาดศีรษะเล็กหรือกะโหลกศีรษะ และความแตกต่างของใบหน้า การกลายพันธุ์บนโครโมโซมนี้ยังเกี่ยวข้องกับความบกพร่องของหัวใจ มะเร็งบางรูปแบบ กลุ่มอาการแก่ก่อนวัย การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และความผิดปกติของภูมิคุ้มกัน เช่น โรคสะเก็ดเงินและโรคโครห์น อย่างไรก็ตาม การจัดลำดับทั้งหมดของโครโมโซมมนุษย์นี้และโครโมโซมอื่นๆ ส่วนใหญ่ไม่สามารถดำเนินการได้จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ เนื่องจากยังไม่มีเทคโนโลยีและวิธีการลุยพื้นที่ขนาดใหญ่ของการทำซ้ำและการทำซ้ำที่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การรวบรวมปริศนาอย่างแม่นยำจากการอ่าน DNA สั้นๆ อาจเป็นเรื่องยากมาก ความสำเร็จในการประกอบโครโมโซม 8 ได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการอ่านข้อมูลแบบยาว รวมทั้งจากความพร้อมของวัสดุ DNA จากโมลไฮดาทิฟอร์ม สิ่งเหล่านี้หายากและเติบโตผิดปกติในรก การจัดลำดับโครโมโซมคู่ที่ 8 อย่างสมบูรณ์ในขณะนี้ให้ข้อมูลที่อาจปรับปรุงได้ เช่น ความเข้าใจในสิ่งที่จูงใจส่วนเฉพาะของดีเอ็นเอของโครโมโซมไปสู่การลบไมโครที่สงสัยในรูปแบบต่างๆ ของพัฒนาการล่าช้า สมองและหัวใจผิดปกติ และปัญหาภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง นักวิจัยยังสามารถได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนหนึ่งของโครโมโซม 8 ซึ่งมีความแปรปรวนของจำนวนสำเนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในหมู่ผู้คน หน่วยทำซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 53 ถึง 326 สำเนา เมื่อการประกอบโครโมโซม 8 เสร็จสิ้น นักวิจัยตั้งตารอที่ชุมชนวิทยาศาสตร์ทั่วโลกจะประกอบโครโมโซมมนุษย์อื่นๆ เสร็จสิ้น และพบกับความท้าทายใหม่ๆ ในการประยุกต์ใช้สิ่งที่ได้เรียนรู้เพื่อการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดลำดับจีโนมมนุษย์