Des chercheurs séquencent entièrement le chromosome Y pour la première fois
Ce qui était autrefois la dernière frontière du génome humain - le chromosome Y - vient d'être cartographié dans son intégralité.
Sous la direction du National Human Genome Research Institute (NHGRI), une équipe de chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) et de nombreuses autres organisations a utilisé des technologies de séquençage avancées pour lire la séquence complète de l'ADN du chromosome Y, une région du génome qui détermine généralement le développement de la reproduction chez l'homme. Les résultats d'une étude publiée dans Nature démontrent que cette avancée améliore la précision du séquençage de l'ADN pour le chromosome, ce qui pourrait aider à identifier certaines maladies génétiques et potentiellement découvrir les racines génétiques d'autres maladies.
Le séquençage de l'ADN n'est pas aussi simple que la lecture du matériel génétique du début à la fin d'un génome. L'ADN est haché lorsqu'il est extrait des cellules, et même le meilleur équipement de séquençage ne peut traiter que des morceaux d'ADN relativement petits à la fois. Les chercheurs et les cliniciens s'appuient donc sur un logiciel spécial pour reconstituer les fragments du code séquencé dans le bon ordre, à la manière d'un puzzle.
Un génome de référence est un génome distinct, déjà assemblé, qui sert de guide, comme les images sur la face avant des boîtes de puzzle. Et comme 99,9 % du code génétique de notre espèce est partagé, tout génome humain correspondrait étroitement à un génome de référence.
L'année dernière, une équipe du consortium Telomere-to-Telomere (T2T), composé d'experts de dizaines d'organisations telles que le NIST, a généré le génome de référence le plus complet à l'époque en utilisant de nouvelles technologies de séquençage pour décrypter des régions du génome jusqu'alors indéchiffrables. Mais les cellules utilisées dans ce travail ne contenaient pas le chromosome Y, le plus déroutant de tous.
"Tous les chromosomes contiennent des sections d'ADN très répétitif, mais c'est le cas de plus de la moitié du chromosome Y", explique Justin Zook, coauteur de l'étude et directeur du consortium Genome in a Bottle (GIAB) du NIST. "Si l'on utilise l'analogie du puzzle, une grande partie du chromosome Y ressemble souvent aux arrière-plans, où toutes les pièces se ressemblent beaucoup.
Avec ce nouveau projet, T2T ne partait pas de zéro, car le GIAB avait déjà ouvert la voie.
La mission du GIAB est de produire des matériaux d'essai, ou repères, qui peuvent être utilisés pour évaluer les technologies ou les méthodes de séquençage. Les matériaux eux-mêmes sont des lectures très précises de gènes spécifiques qui peuvent servir de clé de réponse pour vérifier les résultats d'une méthode de séquençage particulière.
Le NIST a rigoureusement analysé plusieurs génomes humains individuels pour créer ses références. Bien que le GIAB n'ait pas encore produit de référence pour le chromosome Y en particulier, le consortium a étudié un génome de manière approfondie, accumulant la plus grande collection de données sur le chromosome Y avant la nouvelle étude.
Ces données ont servi de point de départ aux auteurs de la nouvelle étude, qui ont concentré leur analyse sur le chromosome Y du GIAB le mieux compris. Ils ont examiné l'échantillon à l'aide d'une combinaison de technologies de pointe, à savoir le séquençage haute fidélité et le séquençage par nanopores, qui permettent d'obtenir des fragments d'ADN plus grands et donc plus faciles à assembler.
Un outil d'analyse par apprentissage automatique et une série d'autres programmes avancés ont aidé l'équipe à identifier et à assembler les pièces du chromosome. Plus de 62 millions de lettres de code génétique plus tard, les auteurs avaient épelé le chromosome Y du GIAB d'avant en arrière.
Les chercheurs ont confronté leur séquence complète du chromosome Y, appelée T2T-Y, aux parties du chromosome Y du génome de référence le plus largement utilisé, qui sont truffées de portions de code absentes. En les utilisant tous deux comme guides pour le séquençage d'un groupe diversifié de plus de 1 200 génomes distincts, ils ont constaté que T2T-Y améliorait considérablement les résultats.
T2T-Y, associé au précédent génome de référence du groupe, T2T-CHM13, représente le premier génome complet au monde pour la moitié de la population possédant un chromosome Y. Ce nouveau venu pourrait s'avérer utile pour le séquençage de la moitié de la population.
Ce nouvel ajout pourrait être utile pour identifier et diagnostiquer les quelques maladies connues liées aux gènes du chromosome Y. Mais ce qui est encore plus important, c'est que cette nouvelle référence pourrait faire la lumière sur de nouveaux gènes et leur fonction.
"Il y a certainement des aspects de la fertilité et certains troubles génétiques qui sont liés aux gènes du chromosome Y", a déclaré M. Zook. "Mais comme il a été si difficile à analyser jusqu'à présent, il se peut que nous ne sachions pas encore à quel point le chromosome Y est important.
Au NIST, Zook et ses collègues chercheurs du GIAB ont mis au point une nouvelle référence basée sur les chromosomes X et Y assemblés par T2T pour aider à traduire dans la réalité l'impact potentiel du nouveau matériel de référence.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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