முழுமையான brown rat genome நோய் ஆராய்ச்சியை மாற்றியமைக்கலாம்

மருத்துவத்தின் மிக முக்கியமான ஆய்வக விலங்குகளில் ஒன்றுக்கான reference genome மேம்பாடு

ஆராய்ச்சியாளர்கள் brown rat-இன் இதுவரை உள்ள மிக முழுமையான மரபணு சுயவிவரத்தை உருவாக்கியுள்ளனர்; இது நவீன உயிர்மருத்துவ ஆராய்ச்சியின் பெரும் பகுதியைத் தாங்கி நிற்கும் ஒரு model organism ஆகும். UTHealth Houston குழு தலைமையில் உருவாக்கப்பட்டு Cell Genomics இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த புதிய telomere-to-telomere genome assembly, ஒரு தொழில்நுட்ப மைல்கல்லை விட அதிகமானது. இதயம், சிறுநீரக நோய், உயர் இரத்த அழுத்தம், மற்றும் stroke போன்ற நிலைகளை ஆய்வு செய்ய விஞ்ஞானிகளுக்கு இது மேலும் சுத்தமானதும் முழுமையானதும் ஆன ஒரு வரைபடத்தை வழங்குகிறது.

Brown rat-கள் மனித நோய்களை மாதிரியாகக் காட்ட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், ஆய்வக ஆராய்ச்சியில் நீண்ட காலமாக மையப் பங்காற்றி வருகின்றன. ஆனால் நன்கு நிறுவப்பட்ட model organism-கள்கூட அவற்றின் genome முழுமையற்றதாக இருந்தால் பெரிய blind spot-களை கொண்டிருக்கலாம். இல்லாத அல்லது சரியாகத் தீர்க்கப்படாத பகுதிகள், குறிப்பாக சம்பந்தப்பட்ட genes மீளும் வரிசைகளில் அல்லது கட்டமைப்பு ரீதியாக சிக்கலான DNA பகுதிகளில் இருந்தால், மரபணு வேறுபாடுகளை நோய் பண்புகளுடன் இணைப்பதை கடினமாக்குகின்றன.

இந்த புதிய assembly நிரப்ப முயலும் இடைவெளி இதுதான். genome-ஐ telomere முதல் telomere வரை நீட்டிப்பதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிக அதிக தொடர்ச்சியான reference-ஐ உருவாக்கினர்; இதனால் துண்டிக்கப்பட்ட sequencing-இல் இருந்து வரும் uncertainty குறைந்தது. நடைமுறையில், இதன் பொருள் எதிர்கால ஆய்வுகள் rat strains-ஐ ஒப்பிடவும், inherited traits-ஐ வரைபடமாக்கவும், நோய்-தொடர்பான genes-ஐ அதிக நம்பிக்கையுடன் விளக்கவும் முடியும் என்பதாகும்.

அதிக genes, அதிக உயிரியல் விவரம்

மிகக் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்புகளில், முன்பு sequence செய்வது கடினமாக இருந்த 60-க்கும் அதிகமான புதிய genes-ஐ அடையாளம் கண்டது அடங்கும். வழங்கப்பட்ட மூல உரையின் படி, அவற்றில் பல immunity மற்றும் பிற உயிரியல் செயல்முறைகளில் ஈடுபட்டிருக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது. இது முக்கியம், ஏனெனில் missing genes என்பது தரவுத்தளத்தில் உள்ள bookkeeping பிழைகள் மட்டும் அல்ல. அவை, குறிப்பாக inflammation, organ damage, அல்லது vascular disease ஆகியவற்றின் இயந்திரங்களை சோதிக்க rats பயன்படுத்தப்படும்போது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிசோதனைகளை எவ்வாறு விளக்குகிறார்கள் என்பதையே மாற்றிவிடலாம்.

நோய்-model ஆராய்ச்சியில், genome quality பின்வரும் அனைத்திற்கும் அடித்தளமாகிறது. ஒரு reference முழுமையற்றதாக இருந்தால், ஆய்வாளர்கள் candidate genes-ஐ முழுமையாகத் தவறவிடலாம் அல்லது ஒரு trait எப்படிப் பரம்பரையாகிறது என்பதை தவறாகப் புரிந்துகொள்ளலாம். மேலும் முழுமையான assembly gene-expression ஆய்வுகள், variant calling, மற்றும் ஒரு rat strain-ஐ மற்றொன்றுடன் ஒப்பிடும் பரிசோதனை வடிவமைப்பை மேம்படுத்த முடியும்.

இந்த வேலை genomics-இல் ஒரு பரந்த போக்கையும் வலியுறுத்துகிறது: ஒரு genome-ஐ முடிப்பது இனிமேல் genes எண்ணுவதிலேயே மட்டும் இல்லை. அது அதிகமாக கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதைப் பற்றியது. பெரிய அளவிலான அமைப்பு, மீளும் பகுதிகள், மற்றும் chromosome architecture ஆகியவை reproduction, evolution, மற்றும் நோய் உயிரியல் ஆகியவற்றை, குறுகிய மற்றும் துண்டிக்கப்பட்ட assemblies பிடிக்க முடியாத வகையில் பாதிக்க முடியும்.

Sex chromosome biology-இல் ஒரு எதிர்பாராத திருப்பம்

ஆய்வின் மிக ஆச்சரியமான முடிவு rat sex chromosomes குறித்து கிடைத்த கண்டுபிடிப்பாக இருக்கலாம். மனிதர்களில் X மற்றும் Y chromosomes pseudoautosomal region, அல்லது PAR, எனப்படும் ஒரு சிறிய பகுதியைப் பகிர்கின்றன. அந்த பகிரப்பட்ட பகுதி, வேறுபட்ட chromosomes reproduction-இல் சரியாக வரிசைப்படவும் பிரதியெடுக்கவும் உதவுகிறது. பெரும்பாலான mammals-இல், PAR-இல் இரு chromosomes-லுமுள்ள சுமார் 20 genes உள்ளன.

புதிய brown rat assembly, rat இந்த வழக்கமான pattern-ஐப் பின்பற்றவில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது. வழக்கமான PAR genes rat X மற்றும் Y chromosomes-இல் இருந்து இழக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டனர். அதற்குப் பதிலாக, அந்த genes non-sex chromosomes-க்கு நகர்ந்ததாகத் தெரிகிறது. மேலும் குழு புதிய sequences-ஐ அடையாளம் கண்டது; அவை X மற்றும் Y chromosomes-ஐ பல பிற mammals-இல் காணப்படும் head-to-head arrangement-ஐ விட head-to-tail configuration-இல் ஜோடி சேர அனுமதிக்கின்றன.

இந்த கண்டுபிடிப்பு rats-ஐ மனித நோய் மாதிரிகளாகப் பயன்படுத்த முடியாததாக ஆக்குவதில்லை; ஆனால் நேரடி ஒப்பீட்டின் வரம்புகளை அது மேலும் தெளிவாக்குகிறது. பல்லாண்டுகளாக உயிர்மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படும் species-கள்கூட அடிப்படை உயிரியல் செயல்முறைகளை மனிதர்களைவிட வேறுபட்ட முறையில் கையாளக்கூடும் என்பதை இது காட்டுகிறது. விஞ்ஞானிகளுக்குப் பொருத்தமாக, இது ஒரு பின்னடைவு அல்ல; ஒரு calibration ஆகும். model எவ்வளவு நன்றாகப் புரிந்துகொள்ளப்படுகிறதோ, அவ்வளவு சிறப்பாக அதைப் பயன்படுத்த முடியும்.

இதற்கு reproduction-ஐத் தாண்டியும் விளைவுகள் உள்ளன. Sex chromosomes நோய் அபாயம், developmental pathways, மற்றும் ஆண்களுக்கும் பெண்களுக்கும் இடையிலான trait வேறுபாடுகளை பாதிக்கலாம். எனவே rat chromosome நடத்தை பற்றிய திருத்தப்பட்ட புரிதல் சில experiments எவ்வாறு வடிவமைக்கப்படுகின்றன மற்றும் விளக்கப்படுகின்றன என்பதையும் பாதிக்கலாம், குறிப்பாக sex-linked inheritance முக்கியமான ஆய்வுகளில்.

மாற்று மருத்துவ ஆராய்ச்சிக்கு இது ஏன் முக்கியம்

புதிய assembly-இன் மதிப்பு, விலங்கு பரிசோதனைகளுக்கும் மனித ஆரோக்கிய கேள்விகளுக்கும் இடையிலான translation layer-ஐ மேம்படுத்தும் அதன் திறனில் இருக்கிறது. Rats இன்னும் cardiovascular, renal, மற்றும் metabolic research-இல் முக்கியத்துவம் கொண்டவை, ஏனெனில் அவை எளிய model systems-ஐ விட சிக்கலான physiology-ஐ அதிகமாக பிரதிபலிக்கின்றன. ஆனால் சிறந்த models, சிறந்த references-இல் தான் தங்கியிருக்கின்றன.

மேலும் முழுமையான genome-உடன், ஆராய்ச்சியாளர்கள் பின்வற்றை செய்ய முடியும்:

• நோய்-தொடர்புடைய பகுதிகளை அதிக துல்லியத்துடன் வரைபடமாக்குதல்.
• முன்பு மறைந்திருந்த genes-ஐ அடையாளம் காணுதல்; அவை immune அல்லது metabolic pathways-ஐ பாதிக்கக்கூடும்.
• நோய் model-களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது rat strains-ஐ மேலும் துல்லியமாக ஒப்பிடுதல்.
• sequencing-அடிப்படையிலான பரிசோதனைகள் மற்றும் பின்னர் செய்யப்படும் பகுப்பாய்வுகளில் ambiguity-ஐ குறைத்தல்.

இந்த ஆய்வு genome assembly itself ஒரு enabling technology ஆக மாறியுள்ளது என்பதையும் காட்டுகிறது. ஒரு உயர்தர reference உருவானவுடன், அது developmental biology முதல் pharmacology வரை பல downstream துறைகளுக்கு ஒரே நேரத்தில் ஆதரவு அளிக்க முடியும். அதனால் தான் முழுமையான genomes genomics ஆய்வகங்களைத் தாண்டியும் கவனத்தை ஈர்க்கின்றன.

ஆனால் மேம்பட்ட infrastructure மற்றும் உடனடி clinical impact ஆகியவற்றுக்கு இடையில் ஒரு முக்கிய வேறுபாடு இன்னும் உள்ளது. இந்த assembly disease research models-ஐ sharpen செய்ய முடியும் என்பதை source text ஆதரிக்கிறது; ஆனால் இது இன்று சிகிச்சையை நேரடியாக மாற்றும் என்று அல்ல. இருப்பினும், உயிர்மருத்துவ அறிவியலில் இத்தகைய upgrades பெரும்பாலும் முக்கியமானவை, ஏனெனில் அவை ஒரு headline therapy-ஐ வழங்குவதற்குப் பதிலாக எதிர்கால ஆண்டுகளின் பணியின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன.

மிகவும் பயன்படுத்தப்படும் brown rat போன்ற species-க்கு, அந்த reliability dividend கணிசமானதாக இருக்கலாம். சிறந்த genetic resolution சில experiment findings பல labs-இல் ஏன் மீண்டும் தோன்றுகின்றன, மற்றவை ஏன் தோன்றுவதில்லை என்பதை விளக்க உதவும். மேலும் ஒரு முடிவு உண்மையான disease mechanism-ஐ பிரதிபலிக்கிறதா அல்லது முழுமையற்ற genome map-இன் artifact-ஆக உள்ளதா என்பதைப் பார்க்கவும் இது எளிதாக்கும்.

பெரிய செய்தி என்னவென்றால் model organisms இன்னும் இன்றியமையாதவை, ஆனால் மனித ஆராய்ச்சிக்காக இப்போது எதிர்பார்க்கப்படும் அதே genomic refinement அவற்றுக்கும் தேவை. Brown rat genome-ஐ முழுதாக நிரப்பி, வழியில் எதிர்பாராத chromosome biology-ஐ வெளிப்படுத்துவதன் மூலம், இந்த குழு உயிர்மருத்துவ ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு மேலும் துல்லியமான கருவியை வழங்கியுள்ளது. முன்-மருத்துவ அறிவியலிலும் மருத்துவமனையிலும் precision முக்கியமான காலத்தில், இது ஒரு அர்த்தமுள்ள முன்னேற்றம்.

இந்த கட்டுரை Medical Xpress செய்தித் தொகுப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.