यह जानना कि पीढ़ियों पर मानव डीएनए कैसे बदलता है, आनुवंशिक रोग जोखिमों का अनुमान लगाने और यह समझने के लिए कि हम कैसे विकसित हुए। लेकिन हमारे डीएनए के कुछ सबसे परिवर्तनशील क्षेत्र शोधकर्ताओं के लिए-अब तक ऑफ-लिमिट हैं।
यूटा हेल्थ, यूनिवर्सिटी ऑफ वाशिंगटन, पैकबियो और अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने पीढ़ियों के माध्यम से आनुवंशिक परिवर्तन के सबसे व्यापक एटलस को विकसित करने के लिए कई डीएनए अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया है। नई जांच से पता चला कि मानव जीनोम के कुछ हिस्से पहले की तुलना में बहुत तेजी से बदलते थे, मानव रोग और विकास की जड़ों में नई अंतर्दृष्टि के लिए नींव रखते थे।
“यह उत्परिवर्तन है जो अंततः हमें अन्य प्रजातियों से अलग करता है,” लेखक लिन जॉर्डन, पीएचडी कहते हैं। “हम एक बहुत ही बुनियादी संपत्ति पर मिल रहे हैं जो हमें मानवीय बनाता है।”
जैविक “प्रकाश की गति”
अपने बच्चों से माता -पिता के जीनोम की तुलना करके, शोधकर्ता यह पता लगा सकते हैं कि नई उत्परिवर्तन कितनी बार हुआ और नीचे पारित किया गया, एक दर जो जॉर्डन का कहना है कि मानव जीव विज्ञान को समझने के लिए मौलिक है क्योंकि प्रकाश की गति भौतिकी को समझने के लिए है। यूटा विश्वविद्यालय में स्पेंसर फॉक्स एक्सेल्स स्कूल ऑफ मेडिसिन (SFESOM) में मानव आनुवंशिकी के प्रोफेसर जॉर्डन कहते हैं, “यह कुछ ऐसा है जिसे आपको वास्तव में जानना होगा – जिस गति से हमारी प्रजाति में भिन्नता आती है,” यूटा विश्वविद्यालय में स्पेंसर फॉक्स एक्सेल्स स्कूल ऑफ मेडिसिन (SFESOM) में मानव आनुवंशिकी के प्रोफेसर जॉर्डन कहते हैं। “सभी आनुवंशिक भिन्नता जो हम व्यक्ति से व्यक्तिगत रूप से देखते हैं, वह इन उत्परिवर्तन का एक परिणाम है।” समय के साथ, इन परिवर्तनों ने हमारी आंखों के रंग में अंतर से लेकर लैक्टोज को दुर्लभ आनुवंशिक रोगों को पचाने की क्षमता तक सब कुछ किया है।
शोधकर्ताओं का अनुमान है कि प्रत्येक मानव में लगभग 200 नए आनुवंशिक परिवर्तन होते हैं जो माता -पिता से अलग होते हैं। इनमें से कई परिवर्तन डीएनए के क्षेत्रों में होते हैं जो विशेष रूप से अध्ययन करना मुश्किल है।
आरोन क्विनलान, पीएचडी, एसएफईएसओएम में मानव आनुवंशिकी के प्रोफेसर और अध्यक्ष और अध्ययन पर एक लेखक का कहना है कि मानव आनुवंशिक परिवर्तन का अध्ययन करने के पिछले प्रयास जीनोम के उन हिस्सों तक सीमित थे जो कम से कम उत्परिवर्तित करते हैं। लेकिन नए अध्ययन ने मानव डीएनए के सबसे तेजी से बदलते क्षेत्रों को प्रकट करने के लिए उन्नत अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया – क्विनलान को “पहले अछूत” के रूप में वर्णित किया गया है।
“हमने अपने जीनोम के कुछ हिस्सों को देखा जो पागल उत्परिवर्ती हैं, लगभग हर पीढ़ी में एक उत्परिवर्तन है,” वे कहते हैं। डीएनए के अन्य खंड अधिक स्थिर थे।
जॉर्डन का कहना है कि नया संसाधन इस सवाल का जवाब देने में मदद करके आनुवंशिक परामर्श के लिए एक महत्वपूर्ण समर्थन हो सकता है, “यदि आपके पास एक बच्चा है जो किसी बीमारी से प्रभावित है, तो क्या यह एक माता -पिता से विरासत में मिलने की संभावना है, या क्या यह एक नया उत्परिवर्तन होने की संभावना है?” “म्यूटेशन हॉटस्पॉट” में परिवर्तन के कारण होने वाली बीमारियां बच्चे के लिए अद्वितीय होने की अधिक संभावना है, बजाय इसके कि वे अपने माता -पिता से पारित किए गए हैं। इसका मतलब यह है कि माता -पिता के एक ही बीमारी वाले अन्य बच्चे होने का जोखिम कम है। लेकिन अगर माता -पिता से एक आनुवंशिक परिवर्तन विरासत में मिला, तो उन माता -पिता के भविष्य के बच्चों को बीमारी होने का अधिक जोखिम होता है।
प्लैटिनम पेडिग्री
शोधकर्ताओं की खोज एक यूटा परिवार पर टिका है, जिसने 1980 के दशक के बाद से जेनेटिक्स शोधकर्ताओं के साथ काम किया है, जो कि मानव जीनोम प्रोजेक्ट के लिए अमूल्य साबित हुआ, डी’टूड डू पॉलीमोर्फिस्म ह्यूमेन कंसोर्टियम के हिस्से के रूप में है।
परिवार की चार पीढ़ियों ने डीएनए दान किया है और इसके विश्लेषण के लिए सहमति दी है, जिससे शोधकर्ताओं को असाधारण रूप से गहराई से देखने की अनुमति मिली है कि नए परिवर्तन कैसे उत्पन्न होते हैं और माता-पिता से बच्चों को विरासत में मिले हैं। “इस चौड़ाई और गहराई के साथ एक बड़ा परिवार एक अविश्वसनीय रूप से अद्वितीय और मूल्यवान संसाधन है,” डेबोरा नेक्लासन, पीएचडी, एसएफईएसओएम में आंतरिक चिकित्सा के अनुसंधान एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन पर एक लेखक कहते हैं। “यह अविश्वसनीय विस्तार से पीढ़ियों पर जीनोम में भिन्नता और परिवर्तन को समझने में मदद करता है।”
दोनों जहां में बेहतरीन
समय के साथ आनुवंशिक भिन्नता की एक पूर्ण, उच्च-रिज़ॉल्यूशन तस्वीर प्राप्त करने के लिए, टीम ने कई अलग-अलग प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके प्रत्येक व्यक्ति के डीएनए का अनुक्रम किया। डीएनए में सबसे छोटे संभव परिवर्तनों का पता लगाने के लिए कुछ प्रौद्योगिकियां सबसे अच्छी हैं; अन्य लोग बड़े बदलावों को खोजने के लिए एक समय में डीएनए के विशाल स्वाथ को स्कैन कर सकते हैं और जीनोम के कुछ हिस्सों को देख सकते हैं जो अन्यथा अनुक्रम के लिए मुश्किल हैं। कई प्रौद्योगिकियों के साथ एक ही जीनोम का अनुक्रमण करके, शोधकर्ताओं ने दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ को प्राप्त किया: एक छोटे और बड़े पैमाने पर सटीकता।
भविष्य के काम में, शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि अधिक लोगों को अपनी व्यापक अनुक्रमण तकनीकों का विस्तार करने की उम्मीद है कि क्या परिवर्तन की आनुवंशिक दर अलग -अलग परिवारों के लिए अलग है। “हमने इस एक परिवार में वास्तव में दिलचस्प सामान देखा,” क्विनलान कहते हैं। अगला सवाल यह है कि, “बीमारी के लिए जोखिम की भविष्यवाणी करने या जीनोम कैसे विकसित होते हैं, परिवारों में वे निष्कर्ष कितने सामान्य हैं?”
अनुक्रमण परिणाम स्वतंत्र रूप से उपलब्ध कराए जाएंगे ताकि अन्य शोधकर्ता अपने स्वयं के अध्ययनों में डेटा का उपयोग कर सकें, मानव विकास और आनुवंशिक बीमारी में आगे की अंतर्दृष्टि के लिए दरवाजा खोल सकते हैं।
काम को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (अनुदान संख्या R01HG002385, R01HG010169, U24HG007497, 5K99HG012796-02, R00HG011657, R35GM118335, और GM1473352, और GM147352, और GM147352) से वित्त पोषण द्वारा समर्थित किया गया था। कैनेडियन इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ रिसर्च (अनुदान संख्या 159787)। सामग्री लेखकों का काम है और जरूरी नहीं कि राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों के आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व करें।
शोधकर्ता ब्याज के निम्नलिखित संघर्षों की रिपोर्ट करते हैं: इवान आइक्लर एक वैज्ञानिक सलाहकार बोर्ड (SAB) वेरिएंट बायो, इंक के सदस्य हैं। चार्ल्स ली NABSYS और जीनोम इनसाइट के SAB सदस्य हैं। डेविड पोरुबस्की ने पहले स्ट्रैंड-सीक के लिए प्रासंगिक एक पेटेंट आवेदन (सं। EP19169090) का खुलासा किया है। Zev Kronenberg, Cillian Nolan, Egor Dolzhenko, Cairbre Fanslow, Christine Lambert, Tom Mokveld, William Rowell, और Michael Eberle Pacbio के कर्मचारी और शेयरधारक हैं। ज़ेव क्रोनबर्ग चरण जीनोमिक्स में एक निजी शेयरधारक है। अन्य लेखक कोई प्रतिस्पर्धी हित नहीं घोषित करते हैं।
