Новое исследование, проведенное Корнельским университетом, показало, что геном широко изученного червя, на котором основано бесчисленное количество исследований, был ошибочным. Теперь новая последовательность генома установит рекорд и повысит точность будущих исследований.
Когда ученые изучают генетику организма, они начинают со стандартного генома, секвенированного из одного штамма, который служит базой. Это как шахматная доска в шахматной игре: каждая доска в основе своей одинакова.
Одним модельным организмом, который ученые используют в исследованиях, является червь под названием Caenorhabditis elegans. Червь - первый многоклеточный эукариот (животное, растение или грибок), чей геном был секвенирован, - легко выращивается и имеет простую биологию без костей, сердца или системы кровообращения. В то же время у него много общих генов и молекулярных путей с человеческими, что делает его пригодной моделью для изучения функции генов, медикаментозного лечения, старения и болезней человека, таких как рак и диабет..
Генетические исследования C. elegans были основаны на единственном штамме, называемом N2, который исследователи десятилетиями заказывали в центре запасов C. elegans в Университете Миннесоты. Хотя люди пытались придерживаться общего стандарта, отдельные лаборатории выращивали штаммы N2 самостоятельно, что приводило к морфингу.
«За последнее десятилетие, когда появились более продвинутые генетические эксперименты с использованием высоких уровней секвенирования ДНК, ученые были встревожены, обнаружив, что больше не существует ни одного лабораторного штамма, который использовали бы все», - сказал Эрих Шварц, доцент-исследователь. на кафедре молекулярной биологии и генетики.«За 40 лет появилось множество различных штаммов N2, и мы не можем полагаться ни на один из них при проведении экспериментов».
Шварц является старшим автором нового исследования, опубликованного в журнале Genome Research, в котором описывается один генетически чистый штамм под названием VC2010, где каждый человек действительно идентичен. Шварц и его коллеги из Токийского университета, Стэнфордского университета, Университета Британской Колумбии и Университета Миннесоты использовали передовые методы для секвенирования генома VC2010 и создания нового стандарта.
В рамках исследования исследователи сравнили VC2010 с исходным геномом N2. Они ожидали почти идеального совпадения, но получили сюрприз. «Вместе со 100 миллионами нуклеотидов, которые мы ожидали увидеть, мы обнаружили дополнительные 2 миллиона нуклеотидов, дополнительные два процента генома», которые были скрыты в оригинале, вероятно, из-за ограничений старой технологии, - сказал Шварц.
Шварц добавил, что подобные проблемы, вероятно, возникают в стандартных геномах других организмов, включая человека. «Это показывает нам, что получить настоящую полную ДНК животного не так просто, как мы думали», - сказал он.
Другие лаборатории начали использовать современные инструменты секвенирования для переоценки других геномов, что имеет значение для синтетической биологии, где ученые создают жизнь, например бактерии, с нуля. «Наличие действительно хорошей последовательности ДНК является важной отправной точкой», - сказал Шварц.
Ведущие авторы: Джун Йошимура и Казуки Итикава в лаборатории соавтора Шиничи Моришиты, профессора вычислительной биологии Токийского университета, а также Масса Шура и Карен Артилес в лаборатории соавтора Эндрю Файра, профессора патологии и генетики в Стэнфордском университете.