完成した Y 染色体配列では、リピート構造、バリエーションを確認できます

ニューヨーク – ある研究チームが、リピートが豊富な Y 染色体の完全な新しく組み立てられたバージョンからの発見を発表する一方で、別のグループは、性染色体全体に存在する構造的およびゲノムの変異を個体間で集計し始めています。

水曜日にNatureに掲載された最初の研究では、テロメア・ツー・テロメア（T2T）コンソーシアムのメンバーは、Pacific Biosciences HiFiロングリード、Oxford Nanoporeウルトラロングリード、Illuminaショートリード、Strand-seq、高度なリードの組み合わせに注目した。アセンブリアプローチ、手動アセンブリ、およびバイオインフォマティクス手法を利用して、約6,250万塩基対にわたるギャップのないY染色体アセンブリを組み立てます。

「Y染色体は性的発達と生殖能力において重要な役割を果たしていますが、ゲノムの中で最も反復性が高く、配列決定が難しい染色体の1つでもあります」とNHGRI研究者でありT2Tコンソーシアムリーダーである上級責任著者のアダム・フィリッピー氏は次のように説明している。 Eメール。 「このため、これは24本のヒト染色体のうち完全に読み取られる最後の染色体であり、これまでのゲノム研究ではしばしば見落とされていました。」

研究チームが、Bリンパ球細胞および人工多能性幹細胞のRNAアイソフォーム配列データと、いくつかのデータタイプを表す公表された遺伝子発現データを利用して配列に注釈を付けたところ、3,000万塩基の配列と、予測されていない41個のタンパク質コード遺伝子が判明した。過去に報告した。 新しいデータを合わせると、この小さな染色体の全配列の半分以上を占めました。

その過程で、研究者らは、男性の不妊症やその他の症状に関連する変化を強調しながら、性染色体上の評価されていない調節回路と再配列を追跡した。

同氏はさらに、「ゲノムのこれまで知られていなかった領域のマッピングは、ゲノムがどのように機能するかを理解するための長い旅の第一歩にすぎない」と付け加え、新たに完成したY染色体配列は「​​性的発達、生殖能力、家系図を研究する研究者にとって非常に興味深いものとなるだろう」と述べた。 、特定の癌、進化など、そのすべてが Y と興味深いつながりを持っています。」

Y染色体は、同じものを前後に読む回文配列から、非コード配列の大きな範囲にまたがる高度に反復的なサテライトDNA配列に至るまで、広範囲にわたる反復を含んでいるため、完全な配列を決定して組み立てるのは伝統的に困難でした。

染色体は男性の発育と生殖能力への寄与で最もよく知られているが、染色体は他の形質や状態にも関与しているとされており、先行研究では性の発育がゲノムの他の部分からの遺伝的寄与に依存していることが示唆されている。

最新の研究は、Y染色体を欠く胞状奇胎について生成されたデータを使用してヒトの染色体ギャップを埋めるという過去のT2Tの取り組みを補完するものであり、この研究は2022年にサイエンス誌に報告された。

完成したY染色体からすでに得られた洞察の中で、研究者らは、精子のない射精を特徴とする男性不妊症の一形態である無精子症と同時に起こると思われる回文反復に関連する欠失を指摘した。

「Y染色体上の無精子症因子領域には、異常な数の回文が含まれている」とフィリッピー教授は述べ、そのような構造は「通常は不安定だが、性染色体上では自然選択が有利に働くようだ」と指摘した。

研究チームはまた、精子生成関連遺伝子TSPYの複数の遺伝子「遺伝子アレイ」を追跡した。この遺伝子は、さまざまなY染色体担体に約10～40コピー存在し、精子形成過程で遺伝子の発現を高めるのに役立つ可能性がある。

新しい Y 染色体の参照配列は、TSPY2 として知られる遺伝子の位置が人によって異なることをさらに指摘しました。TSPY2 は、Y 染色体上の反復領域間の配列の交換により、プロファイリングされた個人に応じて 2 つの異なる位置のうちの 1 つに現れました。 。

関連する Nature 論文の中で、ヒトゲノム構造変異コンソーシアムのメンバーは、ロングリードシークエンシング、Strand-seq、Bionano Genomics 光学マッピング、およびその他のアプローチを利用して、43 人の多様な個人の Y 染色体配列を比較し、大きな逆位と配列の過剰表現を明らかにしました。反復性変異の中でも特に、男性特異的配列における明確な変異率。