Il Dipartimento Per L'Energia degli Stati Uniti il Joint Genome Institute (DOE) (JGI) E la Stanford University riferiscono oggi il completamento dell'ordinamento del cromosoma umano 19, il più ricco di gene di tutti i cromosomi umani. Questo risultato è descritto nell'edizione del 1° aprile 2004 della Natura del giornale.
“Culminando 18 anni di ricerca, questa associazione esemplifica l'impegno della DAINA ad avanzare la nostra comprensione dell'interazione complessa fra le nostre sanità e l'ambiente,„ ha detto il Segretario dell'Energia Spencer Abraham, di cui l'agenzia ha costituito un fondo per il lavoro attraverso il suo Ufficio di Scienza.
Sono Incluse in questi informazioni di sequenza le reti regolarici critiche dei geni incaricate con gestire tali funzioni come riparando il danno del DNA causato tramite l'esposizione a radiazione e ad altri agenti inquinanti ambientali. Gli Studi dei geni della DNA-riparazione, iniziati ai laboratori nazionali della DAINA, stanno rendendo le comprensioni nello sviluppo di determinati cancri, molti di cui sembrano essere causati dai difetti nelle vie della DNA-riparazione. Inoltre, le nuove comprensioni stanno spigolande circa altre famiglie del gene implicate nella disintossicazione e nell'escrezione dei prodotti chimici non Xeros all'organismo.
“Con questa sequenza di alta qualità ora ha messo a disposizione liberamente in comunità scientifica, più indicatore luminoso sarà fatto sulle diverse risposte alle medicine,„ Abraham ha detto. “Questo permetterà allo sviluppo dei sistemi diagnostici più sensibili per predisposizione ad una grande selezione delle malattie importanti. A Tempo, con questi informazioni a disposizione, i medici potranno adattare le strategie terapeutiche individualizzate più efficaci.„
Il Cromosoma 19, a 55,8 milione basi o lettere del codice genetico, sebbene rappresentando soltanto circa 2 per cento del genoma umano, caratterizzi quasi 1.500 geni. Includono i geni che codificano per tali malattie come il diabete insulina-dipendente, la malattia di Steinert, le emicranie e l'ipercolesterolemia familiare (un modulo ereditato del colesterolo elevato di sangue), che aumenta il rischio di malattia cardiovascolare.
“Oltre la rivelazione significativa che il cromosoma 19 ha più di due volte la densità del gene della media genoma di ampiezza, egualmente offre un paesaggio fertile per l'esplorazione dei motivi evolutivi,„ ha detto Direttore Eddy Rubin di JGI. “Una maschera intrigante è emerso per quanto riguarda conservazione e divergenza, rivelanti i grandi blocchi di conservazione del gene con i roditori come pure i segmenti di codifica e noncoding la conservazione con le specie più distanti quale il pesce palla, rubripes di Fugu, che egualmente è stato ordinato qui al JGI. Mentre non molto tempo fa queste regioni noncoding sono state considerate assurdità, ora realmente stanno risultando avere influenza regolatrice potente sopra i geni che inquadrano.„
La DAINA originalmente ha selezionato il cromosoma 19 come obiettivo d'ordinamento a causa della missione rimanente dell'agenzia di studio del collegamento fra danno del DNA da esposizione a radiazioni e cancro umano. Il lavoro Iniziale condotto dal Laboratorio Nazionale nel della metà del 1990 s di Lawrence Livermore piombo alla mappatura dei geni multipli della DNA-riparazione sul cromosoma 19. Nel 1999, i progetti d'ordinamento e di rifinitura sono stati trasferiti al JGI ed al Centro del Genoma Umano di Stanford, rispettivamente.
“A Differenza delle sequenze più iniziali del genoma umano della cambiale, questa versione è meglio 500 volte in termini di contiguità ed accuratezza - che fa una differenza enorme se state provando a fare la biologia con quella sequenza,„ ha detto Richard Myers, Direttore, Centro del Genoma Umano di Stanford. “Vi dà un senso della topografia del cromosoma - una riempita di tali funzionalità biologicamente interessanti come i fattori di trascrizione, i geni olfattivi del ricevitore ed i geni del dito di zinco.„
I ricevitori Olfattivi rappresentano la più grande famiglia del multigene negli più alti organismi. Si sono evoluti in risposta alla necessità per gli animali di riconoscere milioni di odori - entrambi che minacciano ed attraenti - nel loro ambiente. I Fattori di trascrizione sono proteine che devono essere riconosciute dal RNA polimerasi per iniziare l'elaborazione dei nucleotidi lungo la molecola del DNA. Le proteine del Dito di zinco sono catene degli amminoacidi che catturano uno ione dello zinco e legano a RNA o a DNA e svolgono un ruolo critico nel ciclo di vita delle cellule. Queste proteine regolamentano l'espressione dei geni come pure del riconoscimento dell'acido nucleico, della trascrizione inversa e dell'assembly del virus. Gli sforzi di sviluppo della Droga cercano di interrompere queste strutture del dito di zinco per impedire ai virus di funzionare.
Il Cromosoma 19, tuttavia, non era senza sue sfide, Myers ha aggiunto. “La sequenza era più dura da terminare through di quanto preveduta. È in relazione reale con questo gruppo che potrebbero ottenere la sequenza rifinita.„
Il ruolo di Stanford nella collaborazione è quello critico “di rifinitura„ la sequenza del DNA. Il processo di finitura assicura che le informazioni messe a disposizione attraverso i database pubblici siano completamente attigue, con tutte le ambiguità risolte. Questo trattamento scrupoloso comincia con la trasmissione elettronica degli insiemi di dati della cambiale, di circa 20 miliardo byte alla settimana e di trasporto delle zolle di cultura dei batteri dalla Funzione in Walnut Creek, California di Genomica della Produzione del JGI a Stanford.
“Per ottenere questo livello di fiducia, parecchie ripetizioni della sequenza del genoma è richiesta, tipicamente ad una copertura di sei - otto volte,„ Myers ha detto. Nelle aree che non riescono a rispettare lo standard richiesto di qualità, le reazioni di rifinitura dirette di molti tipi differenti sono eseguite ed i dati risultanti sono compresi nuovamente dentro l'assembly della cambiale. Solo dopo l'esame accurato rigoroso, quando tutti i dati sono stati esaminati estesamente da una stazione di finitura umana e tutte le aree di bassa qualità e di lacuna sono state risolte, i dati di sequenza saranno inviati nei database pubblici. La qualità della sequenza rifinita del cromosoma 19 lontano supera il 1 nella tariffa di errore di 10.000 coppie di basi fissata dal Consorzio Umano Internazionale di Sequenziamento del Genoma, con la tariffa di errore stimata per essere molto di meno di 1 in 100.000 coppie di basi.
“L'associazione di JGI-Stanford è stata integrale al tempestivo e completamento economico del cromosoma 19,„ Rubin ha detto. “Il contributo della DAINA ad ordinare il genoma umano ammonta a circa 11 per cento, con il cromosoma 19 che rappresenta il primo dei tre cromosomi che il gruppo ha affrontato, insieme al completamento dei Cromosomi 16 e 5 in vista. “La grandezza della realizzazione più ulteriormente è riflessa nei quasi 100 autori citati sul documento piombo da Jane Grimwood a Stanford e Susan Lucas al JGI. Altri autori includono i ricercatori ai laboratori nazionali di Lawrence Livermore e di Los Alamos; UC Santa Cruz; Ospedale Pediatrico Oakland, Calif; il Howard Hughes Medical Institute all'Università di Washington, Seattle; Case Western Reserve University; e l'Istituto Nazionale contro il Cancro.
Il Joint Genome Institute (JGI), situato in Walnut Creek, la California è stato stabilito nel 1997 da tre dei laboratori nazionali della DAINA gestiti dall'Università di California: Laboratorio Nazionale di Lawrence Berkeley e Laboratorio Nazionale di Lawrence Livermore nel Laboratorio Nazionale di Los Alamos e di California nel New Mexico. Oltre alle sue attività umane di sequenziamento del genoma, JGI ha interi programmi di sequenziamento del genoma votati ad altri vertebrati, microbi ed impianti. Il Finanziamento per il JGI proviene principalmente dall'Ufficio della Ricerca Biologica ed Ambientale nell'Ufficio della DAINA di Scienza. L'Ulteriore informazione circa il JGI è disponibile a http://www.jgi.doe.gov.
Il Centro del Genoma Umano di Stanford (SHGC) fa parte del Dipartimento della Genetica alla Stanford University. SHGC, originalmente costituito un fondo per come centro di ordinamento pilota per il progetto Genoma Umano, corrente è compreso in vari programmi di ricerca scientifica, compreso rifinitura genomica su grande scala, gli studi umani del legame di malattia, la diversità vertebrata e la delucidazione degli elementi di sequenza funzionale nel genoma umano. L'Ulteriore informazione circa lo SHGC è disponibile a http://www-shgc.stanford.edu.