Människans arvsmassa äntligen helt kartlagd

När den första versionen av människans DNA-sekvens, vårt så kallade genom, släpptes år 2003, så var det i själva verket bara cirka 92% av människans hela DNA-sekvens som man hade lyckats utröna. Häromdagen, den 31:a Mars, har man dock annonserat ut att man efter åratal av arbete äntligen lyckats få rätt på även de sista åtta procenten av ett humant genom [1, 2]! Det har därmed tillkommit ca 200 miljoner basbar ("DNA-bokstäver") till det kända människogenomet, inom vilket man tror att det finns ca 1956 gener, av vilka 99 st ser ut att koda för proteiner.

Värt att notera är att man i de publicerade artiklarna inte har med analys av någon Y-kromosom eftersom någon sådan inte fanns i det speciella prov man använt [3,4]. Man har dock i samband med publiceringen av artiklarna släppt en sekvens av en Y-kromosom skapad med liknande tekniker som i studien [5].

Varför lyckades man inte sekvensera 100% tidigare?

De första 92 procenten hittade man i en del av våra 21 kromosompar som brukar kallas för eukromatin, ett område som är mindre tätt packat och innehåller många proteinkodande gener. De andra områdena kallas allmänt för heterokromatin och är betydligt svårare att sekvensera på grund av bland annat många repetitiva sekvenser som ställer till det med de fragmentbaserade sekvenseringsmetoder man brukat använda.

Problemet har att göra med att man vid sekvensering delar upp DNAt i mindre fragment (tidigare typiskt sett några hundra basbar långa) efter att ha kopierat upp DNAt i många kopior. Därefter kör man en klurig kemisk process som avverkar bokstäverna en och en i hela provet och sänder olika detekterbara signaler för de olika DNA-bokstäverna. Eftersom man delat upp DNAt i mindre bitar behöver man pussla ihop dem igen i datorn senare. Detta kan man göra genom att dra nytta av att de olika DNA-kopiorna nästan alltid delas upp på olika sätt, så att det alltid finns något fragment som överlappar skarvarna i de andra kopiorna.

Vid extremt repetitiva DNA-fragment blir det dock ofta svårt att pussla ihop delarna igen i datorn, eftersom det kan vara svårt att veta vilken del inom den repeterade sekvensen som ett visst fragment ska matchas mot. I denna senaste studie har man därför dragit nytta av nya tekniker som klarar av att generera extremt långa DNA-fragment, som därför kan spänna över även långa repetitiva segment, och hjälpa till att pussla ihop den övergripande strukturen på DNAt på ett helt annat sätt.

Vad har detta för implikationer?

Förutom att man nu har ett mer komplett genom, så har man också korrigerat en mängd fel på bokstavsnivå i tidigare genom, och inte minst fått bättre koll på den strukturella sammansättningen av genomet (d.v.s. hur större DNA-fragment sitter ihop i kromosomer på större nivå), vilket är ett viktigt område att ha koll på bland annat vid jämförande studier mellan t.ex. människa och apor.

Dessutom har man i och med detta arbete utarbetat mycket bättre metoder för att sekvensera och pussla ihop genom, vilket nu kan användas även för att sekvensera fler organismer, för att inte tala om större populationer av människor, för att bättre kunna studera hur DNAt varierar mellan olika människor.

Med tanke på detta ska det bli väldigt spännande att följa vad framtida jämförande studier mellan t.ex. människa och schimpans (den apa som liknar människan mest) kommer att komma fram till med dessa mycket bättre referensgenom som grund. Som vi rapporterat tidigare så har ju nyliga studier visat på mycket mycket större skillnader mellan människa och schimpans än man tidigare uppgett, samt att man nyligen hittat ännu fler unikt mänskliga gener, så vi räknar med att den bilden kommer att förstärkas ytterligare. Vi kommer att bevaka detta område noggrant, så håll utkik!

Noter

1. Se specialnumret "Completing the human genome" i tidskriften Science: https://www.science.org/toc/science/376/6588
2. Genom betyder ungefär "all genetisk information hos en organism"
3. Värt att notera i sammanhanget är att just Y-kromosomen är den kromosom som skiljer allra mest mellan människa och schimpans!
4. Också värt att notera är att just Y-kromosomen är ett mycket kraftfullt verktyg för att kunna studera människans genealogi, vilket skapelseforskaren Nathaniel Jeanson gjort i sin väldigt intressanta forskning. Se t.ex. hans föredrag på STHs skapelsekonferens tidigare i vår för mer info: https://www.youtube.com/watch?v=PjhWPDmEfZw
5. Se: https://genomeinformatics.github.io/CHM13v2/