Ihmisen genomin kartoitus on juuri saatu päätökseen (jälleen kerran)

Yli 20 vuotta sitten Genome Reference Consortium  (GRC) sai

valmiiksi

ihmisen genomin kartoituksen (Lander et al., 2001). Tämä sekvenssi tunnetaan nimellä GRCh38-vertailusekvenssi. Vaikka se perustuu nimettömän luovuttajaryhmän DNA:han, ⅔ sen sekvenssistä on peräisin yhdeltä ainoalta afrikkalais-eurooppalaista syntyperää olevalta miesluovuttajalta (Genome Reference Consortium, 2023).*

Täydellinen

tarkoittaa 92-prosenttista täydellisyyttä, sillä ihmisen genomissa on osia, joiden sekvensointi oli edellisen vuosituhannen tekniikalla erittäin vaikeaa, etenkin toistuvien DNA-jaksojen osalta. Tällaisia sekvenssejä esiintyy erityisen runsaasti kromosomien tietyillä alueilla, kuten sentromeerissä (Altemose ym., 2022). Mutta jopa uusin, vuonna 2017 julkaistu GRCh38-kokoonpano sisälsi edelleen 151 Mbp tuntemattomia sekvenssejä, mukaan lukien perisentromeeriset ja subtelomeeriset alueet, äskettäiset segmentaaliset duplikaatiot, amplifioidut geenijonot ja ribosomaaliset DNA-jonot. Uutta tekniikkaa jouduttiin kehittämään, jotta

aukoton

sekvenssi saatiin yli 20 vuotta myöhemmin (Nurk ym., 2022). Ihmiset ovat eläimiä, joiden somaattisissa soluissa on kaksinkertainen kromosomisto (

diplontit

). Y-kromosomia lukuun ottamatta ihmisillä on siis normaalisti kaksi kopiota jokaisesta geenistä. Kun nämä kaksi kopiota eroavat toisistaan, olemme heterotsygoottisia kyseisen geenin suhteen. Jos ne ovat identtisiä, olemme homotsygoottisia. Näitä geenin eri versioita kutsutaan alleeleiksi. Kun DNA:ta eristetään yksilöltä, eri kromosomien informaatio sekoittuu keskenään (

squashed

). Aukottoman genomin lisäksi haluamme myös

haplotyyppien mukaan erotellun

(vaiheistettu) genomin, jonka saimme noin kaksi vuotta sitten (Ebert et al., 2021). Viime viikolla otettiin jälleen suuri askel eteenpäin ihmisen genomin täydentämisessä: ihmisen

pangenomin

ensimmäinen luonnos julkaistiin. Tämä Human Pangenome Reference Consortiumin hanke tunnustaa ihmisten väliset valtavat erot. Yhden viitegenomin sijaan pan-genomi sisältää ”47 vaiheistettua [haplotyyppikohtaista] diploidista kokoonpanoa geneettisesti monimuotoisesta yksilöjoukosta” (Liao et al., 2023). Tämä ei ole viimeinen sana ihmisen genomin täydellisen kartoittamisen pyrkimyksissä: kyseessä on jatkuva työ, jonka seuraavat tavoitteet ovat jo näköpiirissä. *Julkisesti rahoitetulla ihmisen genomin projektilla (HGO) oli kaupallinen kilpailija, jota johti Craig Venter ja hänen yrityksensä Celera. Julkisesti ja yksityisesti rahoitetut projektit saavuttivat maalin suunnilleen samaan aikaan (Venter ym., 2001). Celera-kokoelma ei kuitenkaan ole saanut läheskään yhtä paljon huomiota eikä sitä ole parannettu vuosien varrella yhtä paljon kuin HGO:ta, yksinkertaisesti siksi, että pääsyä dataan on rajoitettu tavalla tai toisella (edellä mainittu Science-lehdessä julkaistu artikkeli ei ole vieläkään vapaasti saatavilla). Tarpeetonta sanoa, että Celera-sekvenssi oli vanhan valkoihoisen kaukasialaisen miehen genomi: Craig Venterin itsensä (Singer, 2007). Jos haluat sekvensoida oman genomin, missä voit saada sen tehtyä? Muutamat yritykset tarjoavat kuluttajille suunnattuja koko genomin sekvensointipalveluja. Edullisinkin palvelu maksaa 300 dollaria, mutta kun otetaan huomioon, että ensimmäisen ihmisgenomin sekvensointi vaati yli miljardi dollaria, se on edullinen tarjous. Koska minulla ei ole omakohtaista kokemusta, en voi taata minkään palvelun luotettavuutta, mutta tässä ovat ne, jotka minusta vaikuttavat luotettavilta. Nebula, joka tarjoaa 100-kertaisen peiton, vaikuttaa minusta hyödyllisimmältä. Sano Genetics puolestaan lupaa ilmaisen testin, jos täytät tietyt kriteerit ja osallistut heidän tutkimukseensa. Joka tapauksessa varmistaisin, että saan paitsi tulkittuja tuloksia myös raakadatan. Nebula Genomics https://nebula.org/whole-genome-sequencing-dna-test/  FullGenomes https://www.fullgenomes.com/  dante labs https://www.dantelabs.com/products/whole-genome-sequencing  Sano Genetics https://sanogenetics.com/genetic-reports  GeneLife (Japanissa, https://www.genelife.jp  ) Lähteet

• Altemose, N., Logsdon, G.A., Bzikadze, A.V., Sidhwani, P., Langley, S.A., Caldas, G.V., Hoyt, S.J., Uralsky, L., Ryabov, F.D., Shew, C.J., Sauria, M.E.G., Borchers, M., Gershman, A., Mikheenko, A., Shepelev, V.A., ym. (2022) Ihmisen sentromeerien täydelliset genomi- ja epigeneettiset kartat. Science 376, eabl4178. https://doi.org/10.1126/science.abl4178 
• Ebert, P., Audano, P.A., Zhu, Q., Rodriguez-Martin, B., Porubsky, D., Bonder, M.J., Sulovari, A., Ebler, J., Zhou, W., Mari, R.S., Yilmaz, F., Zhao, X., Hsieh, P., Lee, J., Kumar, S., ym. (2021) Haplotyyppitasolla eriteltyjä monimuotoisia ihmisgenomeja ja rakenteellisten variaatioiden integroitu analyysi. Science 372, eabf7117. https://doi.org/10.1126/science.abf7117 
• Genome Reference Consortium (2023) Usein kysyttyjä kysymyksiä. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/grc/help/faq/  [viitattu 15. toukokuuta 2023].
• Lander, E.S., Linton, L.M., Birren, B., Nusbaum, C., Zody, M.C., Baldwin, J., Devon, K., Dewar, K., Doyle, M., FitzHugh, W., Funke, R., Gage, D., Harris, K., Heaford, A., Howland, J., ym. (2001) Ihmisgenomin alustava sekvensointi ja analyysi. Nature 409, 860–921. https://doi.org/10.1038/35057062 
• Liao, W.-W., Asri, M., Ebler, J., Doerr, D., Haukness, M., Hickey, G., Lu, S., Lucas, J.K., Monlong, J., Abel, H.J., Buonaiuto, S., Chang, X.H., Cheng, H., Chu, J., Colonna, V., ym. (2023) Luonnos ihmisen pangenomin viitejärjestelmästä. Nature 617, 312–324. https://doi.org/10.1038/s41586-023-05896-x 
• Nurk, S., Koren, S., Rhie, A., Rautiainen, M., Bzikadze, A.V., Mikheenko, A., Vollger, M.R., Altemose, N., Uralsky, L., Gershman, A., Aganezov, S., Hoyt, S.J., Diekhans, M., Logsdon, G.A., Alonge, M., ym. (2022) Ihmisgenomin täydellinen sekvenssi. Science 376, 44–53. https://doi.org/10.1126/science.abj6987 
• Singer, E. (2007) Craig Venterin genomi MIT Technology Review. https://www.technologyreview.com/2007/09/04/223919/craig-venters-genome/  [viitattu 15. toukokuuta 2023].
• Venter, J.C., Adams, M.D., Myers, E.W., Li, P.W., Mural, R.J., Sutton, G.G., Smith, H.O., Yandell, M., Evans, C.A., Holt, R.A., Gocayne, J.D., Amanatides, P., Ballew, R.M., Huson, D.H., Wortman, J.R., ym. (2001) Ihmisen genomin sekvenssi. Science 291, 1304–1351. https://doi.org/10.1126/science.1058040