완성된 Y 염색체 서열을 통해 반복 구조, 변이 살펴보기

뉴욕 – 한 연구팀이 반복이 풍부한 Y 염색체의 완전하고 새로 조립된 버전에서 얻은 결과를 발표하면서 다른 그룹은 한 개인에서 다음 개인으로 성염색체에 걸쳐 존재하는 구조적 및 게놈 변이를 집계하기 시작했습니다.

수요일에 Nature에 발표된 첫 번째 연구에서 Telomere-to-Telomere(T2T) 컨소시엄 구성원은 Pacific Biosciences HiFi 긴 읽기, Oxford Nanopore 초장 읽기, Illumina 짧은 읽기, Strand-seq, 고급의 조합으로 전환했습니다. 거의 6,250만 개의 염기쌍에 걸쳐 간격 없는 Y 염색체 조립체를 구성하기 위한 조립 접근법, 수동 조립 및 생물정보학 방법입니다.

NHGRI 연구원이자 T2T 컨소시엄 리더인 수석 교신 저자인 Adam Phillippy는 "Y 염색체는 성 발달과 생식 능력에 중요한 역할을 하지만 게놈에서 가장 반복적이고 서열 분석이 어려운 염색체 중 하나이기도 합니다."라고 설명했습니다. 이메일. "이러한 이유로 이는 24개의 인간 염색체 중 완전히 판독된 마지막 염색체였으며 이전 게놈 연구에서는 종종 간과되었습니다."

연구팀이 B 림프구 세포와 유도만능줄기세포에 대한 RNA 이소형 서열 데이터와 여러 데이터 유형을 대표하는 공개된 유전자 발현 데이터를 이용해 서열에 주석을 달았을 때, 3천만 개의 염기서열과 예측되지 않은 41개의 단백질 코딩 유전자를 발견했습니다. 과거에 보고됨. 새로운 데이터는 모두 합쳐서 작은 염색체 전체 서열의 절반 이상을 차지했습니다.

그 과정에서 연구자들은 성염색체의 제대로 인식되지 않은 조절 회로와 재배열을 추적하는 동시에 남성 불임 및 기타 질환과 관련된 변화를 강조했습니다.

"이전에 알려지지 않은 게놈 영역을 매핑하는 것은 그것이 어떻게 작동하는지 이해하기 위한 긴 여정의 첫 번째 단계에 불과합니다."라고 그는 덧붙였습니다. 새로 완성된 Y 염색체 서열은 "성 발달, 생식력, 계보를 연구하는 연구자들에게 큰 관심을 끌 것입니다." , 특정 암, 진화 등은 모두 Y와 흥미로운 연관성을 가지고 있습니다."

Y 염색체는 동일한 내용을 앞뒤로 읽는 회문 서열부터 큰 비암호화 서열 범위에 걸쳐 고도로 반복적인 위성 DNA 서열에 이르기까지 만연한 반복을 포함하고 있기 때문에 전통적으로 완전한 서열 분석 및 조립이 어려웠습니다.

염색체는 남성 발달과 생식력에 기여하는 것으로 가장 잘 알려져 있지만, 염색체는 다른 특성과 조건에도 연루되어 있습니다. 이전 연구에서는 성 발달이 게놈의 다른 부분의 유전적 기여에 달려 있다고 제안했습니다.

최신 연구는 Y 염색체가 없는 포상 두더지에 대해 생성된 데이터를 사용하여 인간 염색체 간격을 좁히려는 과거 T2T 노력을 보완합니다. 이 연구는 2022년 사이언스(Science)에 보고되었습니다.

연구진은 완성된 Y 염색체에서 이미 얻은 통찰력 중에서 정자 없는 사정으로 표시되는 남성 불임의 한 형태인 무정자증과 일치하는 것으로 보이는 회문 반복 관련 결실을 지적했습니다.

Phillippy는 "Y 염색체의 무정자증 인자 영역에는 특이한 수의 회문이 포함되어 있습니다."라고 Phillippy는 말했습니다. 이러한 구조는 "일반적으로 불안정하지만 자연 선택이 성염색체에서 이러한 구조를 선호하는 것 같습니다."라고 말했습니다.

연구팀은 또한 정자 생산 관련 유전자 TSPY에 대한 다중 유전자 "유전자 배열"을 추적했습니다. TSPY는 서로 다른 Y 염색체 운반체에 약 10~40개의 복사본으로 존재하며 정자 생성 과정에서 유전자 발현을 촉진하는 데 잠재적으로 도움이 됩니다.

새로운 Y 염색체 참조 서열은 추가로 TSPY2로 알려진 유전자 위치의 사람 간 변이를 지적했는데, 이는 Y 염색체의 반복 영역 간 서열 교환으로 인해 프로파일링된 개인에 따라 두 개의 서로 다른 위치 중 하나에서 나타났습니다. .

관련 Nature 논문에서 Human Genome Structural Variation Consortium의 구성원은 장기 판독 시퀀싱, Strand-seq, Bionano Genomics 광학 매핑 및 기타 접근 방식을 사용하여 43명의 다양한 개인의 Y 염색체 서열을 비교하여 큰 반전과 다른 재발성 변이 중에서 남성 특정 서열의 뚜렷한 돌연변이 비율.