İnsan Genetik Varyasyon Kataloğu Yayınlandı

İnsan Genomu Projesi’nin tamamlanmasının ardından geçen 22 yılda, araştırmacılar, insan genetik varyasyonu konusunda bugüne kadar hazırlanmış en geniş kapsamlı kataloğu duyurdu. Yeni katalog, 23 Temmuz’da saygın bilimsel dergi Nature’da yayınlanan iki makaleyle birlikte kamuoyuna duyuruldu.

Araştırmacılar, dünya genelinden 1084 bireyin DNA’sını dizileyerek, uzun DNA parçalarını analiz etti, birleştirdi ve elde ettikleri genomları detaylı bir şekilde karşılaştırdı.

Bu araştırma, insan genomundaki yapısal varyasyonlar hakkında bugüne kadar elde edilen en derin içgörüyü sunuyor. Bu varyasyonlar, DNA dizisinin sadece tek bir “harfini” değil, daha geniş bölümlerini etkileyebiliyor; bu bölümler silinebiliyor, yer değiştirebiliyor veya tersine dönebiliyor.

Araştırmanın ortak yazarı Jan Korbel, Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan (EMBL Heidelberg), bu çalışmaların daha önce incelenmesi zor olan “gizli” DNA bölgelerini aydınlatmaya başladığını belirtti.

Özellikle yinelenen DNA dizileri uzun süre “çöp DNA” olarak kabul ediliyordu. Ancak Korbel, bu dizilerin aslında işlevsel olduğunu fark etmeye başladıklarını ifade etti.

İNSAN GENOMUNUN DEĞİŞİMİ

Araştırmaların tüm verileri açık erişime sunuldu, böylelikle diğer araştırmacılar da bu verileri ve geliştirilen araçları hastalıkların genetik temellerini incelemek için kullanabilecek. Korbel, bu bulguların tanı süreçlerinde de kullanılabileceğini düşündüklerini belirtti.

İnsan genomunun “tam” ilk taslağı 2003 yılında yayınlanmış olsa da o dönem yaklaşık yüzde 15’lik bir bölüm eksikti. Bu eksikliklerin yarısı 2013 yılında tamamlandı ve 2022’de ilk eksiksiz insan genomu ortaya çıktı.

2023’te araştırmacılar, sadece bir bireyin DNA’sı değil, 47 farklı bireyin genetik materyaline dayanan ilk insan “pan-genomu” taslağını yayınladı. Aynı yıl içerisinde, daha önce eksik olan Y kromozomunun tam dizilimi de tamamlandı.

İKİ BÜYÜK MAKALE

İlk çalışmada, 5 kıtadan 26 farklı topluluğu temsil eden 1019 kişinin DNA’sı incelendi. “Uzun okumalar” kullanılarak kısa okumaların aksine her biri on binlerce baz çifti içeren DNA parçaları detaylı bir şekilde analiz edildi. Bu yöntem sayesinde, özellikle yinelenen DNA bölgeleri daha net bir şekilde incelenebildi.

Transpozonlar gibi tekrarlayan ve yer değiştirebilen DNA parçaları daha ayrıntılı incelendi. Bu transpozonlar, genom içinde yer değiştirerek bazen genetik mutasyonlara ve hastalıklara neden olabilir.

İkinci çalışmada ise sadece 65 bireyin DNA’sı incelendi, ancak her bir genomun yaklaşık yüzde 99’u tamamlandı. Bu küçük fark, bilim insanları için büyük bir gelişme demekti.

SENTROMERLER DE İNCELENDİ

Yeni yazılımlar ve ileri dizileme teknikleri kullanılarak bu detaylı analiz gerçekleştirildi.

Araştırma, sentromerler gibi daha önce erişilmesi zor olan genom bölgelerine de odaklandı. Sentromerler, hücre bölünmesinde kromozomların doğru şekilde ayrılmasını sağlayan kritik yapılar olarak biliniyor.

Araştırma, bazı sentromerlerin liflerin bağlanabileceği bir değil, iki noktaya sahip olabileceğini gösterdi. Bu durum, hücre bölünmesinde potansiyel sorunlara yol açabilir. Örneğin, Down sendromu yanlış kromozom ayrılmasından kaynaklanmaktadır.

Ayrıca, ikinci çalışma 12,900’den fazla zıplayan geni detaylı bir şekilde katalogladı. Bu genlerin sadece kansere değil, aynı zamanda genetik hastalıklara ve genlerin düzenlenmesine de etkisi olabileceği belirtildi.

GELECEĞE ETKİSİ

Araştırmacılar, şimdi yeni dizilenmiş genomları genetik ve sağlık verileriyle karşılaştırma planları yapmaktadır. Bu, yapısal varyasyonların insan sağlığı üzerindeki etkilerini anlamak için önemli bir adım olacaktır.

Araştırmanın ortak yazarı Charles Lee, daha fazla farklı etnik kökenin dahil edilmesi ve yazılım algoritmalarının geliştirilmesiyle bu sürecin daha da güçleneceğini vurguladı.

Lee, “Birkaç yıl önce, özellikle sentromerleri de içerecek şekilde bir insan kromozomunu uçtan uca birleştirmek neredeyse imkânsızdı. Şimdi bunu yapabiliyoruz.” diyerek yeni teknolojilerin gücünü vurguladı.