O United States Department of Energy (DOE) Joint Genome Institute (JGI) e Stanford University relatório hoje a conclusão do seqüenciamento do cromossomo humano 19, o gene mais ricos de todos os cromossomos humanos.
"Culminando 18 anos de pesquisa, essa parceria demonstra o compromisso do DOE para avançar na compreensão da complexa interação entre a saúde humana eo meio ambiente", disse o secretário de Energia, Spencer Abraham, cuja agência financiou o trabalho através de seu Escritório de Ciência.
Embutido nesta seqüência de informações são fundamentais redes reguladoras de genes encarregados de controlar funções como a reparação de danos ao DNA causado pela exposição à radiação e outros poluentes ambientais. Estudos de genes de reparo do DNA, iniciada no DOE National Laboratories, estão a dar insights sobre o desenvolvimento de certos tipos de câncer, muitos dos quais parecem ser causadas por defeitos no reparo do DNA caminhos. Além disso, novas idéias estão sendo recolhidos cerca de famílias de outros genes implicados na desintoxicação e excreção de substâncias químicas estranhas ao organismo.
"Com esta seqüência de alta qualidade feito agora livremente disponível para a comunidade científica, mais luz será derramado sobre as respostas individuais aos medicamentos", disse Abraham. "Isso vai permitir o desenvolvimento de diagnósticos mais sensíveis para a susceptibilidade a uma ampla gama de doenças importantes. Com o tempo, com essas informações em mãos, os médicos serão capazes de adaptar mais eficazes estratégias terapêuticas individualizadas. "
Cromossomo 19, em 55,8 milhões bases ou letras do código genético, embora representem apenas 2% do genoma humano, apresenta cerca de 1.500 genes. Eles incluem genes que codificam para doenças como diabetes insulino-dependente, distrofia miotônica, enxaquecas e hipercolesterolemia familiar (uma forma hereditária de colesterol sanguíneo elevado), o que aumenta o risco de doença cardiovascular. "Além da revelação importante que o cromossoma 19 tem mais de duas vezes a densidade do gene da média de todo o genoma, também oferece uma paisagem fértil para explorar os motivos da evolução", disse diretor JGI Eddy Rubin. "Uma imagem intrigante emergiu em relação à conservação e divergência, revelando grandes blocos de conservação de genes com roedores, assim como segmentos de codificação e conservação noncoding com espécies mais distantes, como o baiacu, rubripes Fugu, que também foi seqüenciado aqui no JGI. Embora não muito tempo atrás, estas regiões não-codificadoras foram considerados absurdos, agora eles estão realmente provando ter influência reguladora poderosa sobre os genes que suporte eles. "
O DOE originalmente selecionado cromossomo 19 como um alvo porque o seqüenciamento da missão permanente da agência de investigar a ligação entre o dano ao DNA da exposição à radiação e câncer humano. Trabalho inicial realizado por Lawrence Livermore National Laboratory, em meados dos anos 1990 levou ao mapeamento de vários genes de reparo do DNA no cromossomo 19. Em 1999, os projetos de seqüenciamento e acabamento foram transferidos para a JGI ea Stanford Centro do Genoma Humano, respectivamente.
"Ao contrário do anterior projecto seqüências do genoma humano, esta versão é 500 vezes melhor em termos de contigüidade e precisão, que faz uma enorme diferença se você está tentando fazer com que a seqüência de biologia", disse Richard Myers, diretor, Stanford Centro do Genoma Humano. "Dá-lhe um sentido do cromossomo da topografia e um preenchido com tais características biologicamente interessantes como fatores de transcrição, genes de receptores olfativos, e genes dedo de zinco".
Receptores olfativos constituem a maior família multigênica em organismos superiores. Eles evoluíram em resposta à necessidade de os animais reconhecem milhões de odores, tanto ameaçador e atraente, em seu ambiente. Fatores de transcrição são proteínas que precisam ser reconhecidas pela RNA polimerase para iniciar a elaboração de nucleotídeos ao longo da molécula de DNA. Proteínas dedo de zinco são cadeias de aminoácidos que a captura de um íon de zinco e se ligam a DNA ou RNA, e desempenham um papel crítico no ciclo de vida de uma célula. Essas proteínas regulam a expressão de genes, bem como o reconhecimento de ácidos nucleicos, transcrição reversa e montagem de vírus. Esforços de desenvolvimento de drogas buscam perturbar estas estruturas dedo de zinco para evitar vírus de funcionar.
Cromossomo 19, no entanto, não foi sem seus desafios, Myers acrescentou. "A seqüência era mais difícil de trabalhar através do que o esperado. Foi altamente repetitivos, com conteúdo GC elevado. É um verdadeiro tributo a esta equipe que eles poderiam obter a seqüência final. "
Papel de Stanford, na colaboração é a crítica de "acabamento" a seqüência de DNA. O processo de acabamento garante que as informações disponibilizadas pelas bases de dados públicas é completamente contíguo, com todas as ambigüidades resolvido.