İnsan Y kromozomu: İlk tam dizilimi sonunda yapıldı

Y kromozomu alışılmadık derecede tekrarlıdır, ki bu da dizilemeyi ve birleştirmeyi özellikle zorlaştırır. Uzun palindromları, tandem tekrarları ve segmental kopyaları içeren karmaşık bir tekrar yapısı içerir. Bu çalısma, bir insan Y kromozomunun 62.460.029 baz çift dizisinin tamamını ortaya koymakta... Araştırmacılar, T2T-Y'nin önceki referansta (GRCh38-Y) birçok hatayı hatayı düzelttiğini ve referansa 30 milyondan fazla baz çifti eklediğini belirtti.

NHGRI'de kıdemli araştırmacı ve konsorsiyumun lideri olan Dr. Adam Phillippy, en büyük sürprizin, dizideki tekrarların ne kadar organize olduğunu görmek olduğunu ifade etti. Dr. Phillippy "Eksik diziyi tam olarak neyin oluşturduğunu bilmediklerini, dizilemenin çok kaotik olabileceğini, ama bunun yerine kromozomun neredeyse yarısını, uydu DNA olarak bilinen, iki özgün tekrarlanan diziden oluşan alternatif bloklardan oluştuğunu ve dizileme sonucunda çok güzel, yorgana benzer bir desen ortaya çıktığına” dikkat çekti.

SPERM ÜRETİMİNDEKİ ROLÜ

Tam olarak dizilenmiş Y kromozom dizisi aynı zamanda tıbbi açıdan ilgili bölgelerin önemli özelliklerini de ortaya çıkardı. Y kromozomunun bu bölümü, sperm üretiminde rol oynadığı bilinen çeşitli genleri içeren bir DNA parçası olan azospermi faktör bölgesidir. Yeni tamamlanan diziyle araştırmacılar, azospermi faktör bölgesindeki bir dizi ters tekrarın veya "palindromun" yapısını incelediler.

NHGRI’de çalışan bilim insanı Dr. Arang Rhie, bu yapının çok önemli olduğuna, çünkü bu palindromların bazen DNA döngüleri oluşturabildiğine dikkat çekti: “Bazen bu döngüler yanlışlıkla kesilebiliyor ve genomda silinmelere (delesyon) neden oluyor…”

KOPUK KROMOZOMLAR BULUNACAK

Azospermi faktör bölgesindeki delesyonların sperm üretimini bozduğu ve dolayısıyla bu palindromların doğurganlığı etkileyebileceği bilinmektedir. Tam bir Y kromozom dizisi ile araştırmacılar artık bu delesyonları ve bunların sperm üretimi üzerindeki etkilerini daha kesin bir şekilde analiz edebilecek.

Araştırma ekibi, spermi düzenleyen gen ailelerinin yapılarını ortaya çıkardı ve Y kromozomunda 41 ek gen keşfetti. Ayrıca erkek üreme sisteminin büyümesinde ve işleyişinde önemli rol oynadığı düşünülen genlerin yapılarını da ortaya çıkardılar.

GENOMUN KÖR NOKTALARI

Araştırmacılar, sperm üretiminde rol oynadığı düşünülen gen olan TSPY'ye odaklandılar. TSPY'nin kopyaları insan genomundaki ikinci en büyük gen dizisinde düzenlenmiştir. Diğer tekrarlayan bölgeler gibi, tekrar eden genlerin de analiz edilmesi zordur; dolayısıyla TSPY'nin çok sayıda tekrarlayan kopyası olduğu bilinmesine rağmen, bu dizinin özgün DNA dizisi ve organizasyonu daha önce bilinmiyordu. Araştırmacılar bu bölgeyi analiz ederken farklı bireylerin 10 ila 40 arasında TSPY kopyası içerdiğini buldular.

Johns Hopkins Üniversitesi’nde bilgisayar bilimi, biyoloji ve onkoloji profesörü Michael Schatz, "Birçoğu erkek gelişimine genetik katkı açısından kritik olan, Y kromozomu aracılığıyla etkinleştirilen tüm genetik anahtarların bağlantı şemasını tamamladıklarına” dikkat çekti. Schatz, bilim insanlarının bu haritayı kullanmaya başlayabilecekleri bir noktada olduklarını da ayrıca belirtti. Schatz, sözlerine ek olarak, ‘Daha önce genomun farklı kısımlarına ve farklı mutasyonlara karşı kör olduklarını, ancak artık genomun tamamını görebildikleri için birçok farklı hastalığın genetiğine yeni bilgiler katabileceğini’ vurguladı.

İnsan Genomu Yapısal Çeşitlilik Konsorsiyumu, tam Y kromozom dizisine ek olarak, Nature dergisinin aynı sayısında 43 farklı insan Y kromozomunun dizisini de bildirdi. Bu ilerlemeler, T2T Konsorsiyumu tarafından 2022'de yayımlanan boşluksuz insan genom dizisinin yanı sıra İnsan Pangenomu Referans Konsorsiyumu tarafından Mayıs 2023'te yayımlanan "pangenom"u da tamamlamakta…

Orijinal makale erisim sayfası: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06457-y