यह तब बदल गया जब लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग प्लेटफॉर्म आए। ऑक्सफोर्ड नैनोपोर और पैकबायो उपकरण ऐसे रीड उत्पन्न करते हैं जो पूरे दोहराव वाले सरणियों को फैला सकते हैं, और टेलोमियर-टू-टेलोमियर (T2T) कंसोर्टियम ने अब पहली बार ऐसे संपूर्ण मानव जीनोम असेंबल किए हैं जिनमें ये क्षेत्र सटीकता से शामिल हैं ।

कैंसर से एक हैरान करने वाला लिंक

सबसे चौंकाने वाली खोजों में से एक यह है कि SST1/NBL2 रिपीट ट्यूमर में अक्सर डीमिथाइलेटेड होते हैं—रासायनिक मिथाइल समूहों का नुकसान जो मानव ट्यूमर में सबसे सामान्य एपिजेनेटिक बदलावों में से एक है । यह डीमिथाइलेशन इन रिपीट्स को जगा देता है। जब उनकी एपिजेनेटिक चुप्पी हटाई जाती है, तो ये क्षेत्र सक्रिय रूप से ट्रांसक्राइब होते हैं ।

यह ट्रांसक्रिप्शन एक पूर्व अज्ञात अणु उत्पन्न करता है: एक लंबा नॉन-कोडिंग RNA जिसे TNBL (Tumor-associated NBL2 transcript) कहा जाता है। कोलोरेक्टल कैंसर में शुरुआती निष्कर्षों के विपरीत, बाद के काम ने दिखाया है कि TNBL पेरिन्यूक्लियोलर समुच्चय बनाता है और स्प्लाइसिंग फैक्टर SAM68 और DNA क्षति प्रतिक्रिया मार्ग के घटकों सहित महत्वपूर्ण सेलुलर प्रक्रियाओं में शामिल प्रोटीनों के साथ शारीरिक रूप से संपर्क करता है ।

शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि अभी तक कोई प्रत्यक्ष कारण-श्रृंखला स्थापित नहीं हुई है। यह अभी स्पष्ट नहीं है कि TNBL सक्रिय रूप से ट्यूमर निर्माण को चलाता है या सिर्फ एपिजेनेटिक अराजकता का उप-उत्पाद है जो कैंसर कोशिकाओं की विशेषता है ।

रॉबर्टसोनियन ट्रांसलोकेशन और डाउन सिंड्रोम

SST1/NBL2 अनुक्रम एक्रोसेंट्रिक गुणसूत्रों की छोटी भुजाओं में रहते हैं—ये क्षेत्र रॉबर्टसोनियन ट्रांसलोकेशन के हॉटस्पॉट हैं। यह मनुष्यों में सबसे सामान्य संरचनात्मक गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था है, जो तब होती है जब दो एक्रोसेंट्रिक गुणसूत्र अपने सेंट्रोमियर पर जुड़ जाते हैं। जब गुणसूत्र 21 इसमें शामिल होता है, तो परिणाम ट्राइसॉमी 21 का एक अनुवांशिक रूप हो सकता है, जो डाउन सिंड्रोम के लगभग 4% मामलों के लिए जिम्मेदार होता है ।

नया डेटा SST1/NBL2 को संरचनात्मक रूप से कमजोर जीनोमिक मुहल्लों के लिए एक मार्कर के रूप में स्थापित करता है। हालांकि ये रिपीट स्वयं साबित रूप से इन ट्रांसलोकेशन का प्रत्यक्ष कारण नहीं हैं, उनकी उपस्थिति और एपिजेनेटिक अवस्था आसपास के क्रोमैटिन की स्थिरता को प्रभावित कर सकती है ।

कैसे लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग ने इस खोज को खोल दिया

लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग के परिपक्व होने से पहले रिसर्च का यह पूरा क्षेत्र प्रभावी रूप से असंभव था। शॉर्ट-रीड तकनीकें DNA को इतने छोटे टुकड़ों में विभाजित कर देती हैं जो लंबे टैंडेम रिपीट तक नहीं फैल सकते, जिसके कारण रीड या तो जुड़ जाते हैं या असेंबली के दौरान त्याग दिए जाते हैं। खेल बदलने वाली मुख्य तकनीकी प्रगति में शामिल हैं:

• संपूर्ण जीनोम असेंबली: T2T मानव संदर्भ जीनोम, जो मुख्य रूप से पैकबायो HiFi और ऑक्सफोर्ड नैनोपोर डेटा से बनाया गया, ने अंततः उन एक्रोसेंट्रिक छोटी भुजाओं के अंतरालों को बंद कर दिया जहां SST1/NBL2 रहता है ।
• सीधी संरचनात्मक विविधता का पता लगाना: अध्ययनों ने निम्न कवरेज पर नैनोपोर सीक्वेंसिंग का उपयोग करके दोहराव वाले क्षेत्रों में संतुलित ट्रांसलोकेशन ब्रेकपॉइंट्स का सटीक पता लगाया, जिन्हें फ्लोरोसेंस इन सीटू हाइब्रिडाइजेशन (FISH) और शॉर्ट-रीड सीक्वेंसिंग अनदेखा कर गए थे ।
• रिपीट ट्रांसक्रिप्ट की खोज: नैनोपोर की पूर्ण-लंबाई RNA अणुओं को सीक्वेंस करने की क्षमता—बिना शॉर्ट-रीड RNA-seq द्वारा आवश्यक असेंबली स्टेप के—शोधकर्ताओं को TNBL जैसे रिपीट-व्युत्पन्न ट्रांसक्रिप्ट की पहचान करने की अनुमति देती है जो अन्यथा अदृश्य हैं ।

आगे का रास्ता: बायोमार्कर और उससे परे

रिसर्च अभी भी मूलभूत खोज चरण में है, लेकिन चिकित्सीय निहितार्थों की रूपरेखा पहले से ही बनाई जा रही है। यदि TNBL या अन्य मैक्रोसैटेलाइट-व्युत्पन्न RNAs को कार्यात्मक रूप से कैंसर में योगदान करते हुए दिखाया जाता है, तो वे रोग बायोमार्कर—रक्त या ऊतक में पहचानने योग्य संकेत—या यहां तक कि चिकित्सीय कमजोरियों के रूप में भी काम कर सकते हैं। स्प्लाइसिंग और DNA मरम्मत मशीनरी के साथ अंतर्क्रियाएं ऐसे मार्गों की ओर संकेत करती हैं जो संभावित रूप से ड्रग द्वारा लक्षित किए जा सकते हैं ।

लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग अब इन क्षेत्रों में प्राकृतिक मानव भिन्नता का अध्ययन करना संभव बनाती है—दोहराव प्रतिलिपि संख्या, मिथाइलेशन और अभिव्यक्ति में व्यक्तियों और ट्यूमर के बीच अंतर—जो उनके जैविक महत्व को समझने के लिए आवश्यक होगा ।

फिलहाल, SST1/NBL2 मैक्रोसैटेलाइट्स की कहानी एक शक्तिशाली अनुस्मारक के रूप में काम करती है कि हमारे अपने जीनोम के महत्वपूर्ण अध्याय अभी भी अपठित हैं। उन्हें पढ़ने के उपकरण अंततः आ गए हैं।

यह तब बदल गया जब लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग प्लेटफॉर्म आए। ऑक्सफोर्ड नैनोपोर और पैकबायो उपकरण ऐसे रीड उत्पन्न करते हैं जो पूरे दोहराव वाले सरणियों को फैला सकते हैं, और टेलोमियर-टू-टेलोमियर (T2T) कंसोर्टियम ने अब पहली बार ऐसे संपूर्ण मानव जीनोम असेंबल किए हैं जिनमें ये क्षेत्र सटीकता से शामिल हैं ।

कैंसर से एक हैरान करने वाला लिंक

सबसे चौंकाने वाली खोजों में से एक यह है कि SST1/NBL2 रिपीट ट्यूमर में अक्सर डीमिथाइलेटेड होते हैं—रासायनिक मिथाइल समूहों का नुकसान जो मानव ट्यूमर में सबसे सामान्य एपिजेनेटिक बदलावों में से एक है । यह डीमिथाइलेशन इन रिपीट्स को जगा देता है। जब उनकी एपिजेनेटिक चुप्पी हटाई जाती है, तो ये क्षेत्र सक्रिय रूप से ट्रांसक्राइब होते हैं ।

यह ट्रांसक्रिप्शन एक पूर्व अज्ञात अणु उत्पन्न करता है: एक लंबा नॉन-कोडिंग RNA जिसे TNBL (Tumor-associated NBL2 transcript) कहा जाता है। कोलोरेक्टल कैंसर में शुरुआती निष्कर्षों के विपरीत, बाद के काम ने दिखाया है कि TNBL पेरिन्यूक्लियोलर समुच्चय बनाता है और स्प्लाइसिंग फैक्टर SAM68 और DNA क्षति प्रतिक्रिया मार्ग के घटकों सहित महत्वपूर्ण सेलुलर प्रक्रियाओं में शामिल प्रोटीनों के साथ शारीरिक रूप से संपर्क करता है ।

शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि अभी तक कोई प्रत्यक्ष कारण-श्रृंखला स्थापित नहीं हुई है। यह अभी स्पष्ट नहीं है कि TNBL सक्रिय रूप से ट्यूमर निर्माण को चलाता है या सिर्फ एपिजेनेटिक अराजकता का उप-उत्पाद है जो कैंसर कोशिकाओं की विशेषता है ।

रॉबर्टसोनियन ट्रांसलोकेशन और डाउन सिंड्रोम

SST1/NBL2 अनुक्रम एक्रोसेंट्रिक गुणसूत्रों की छोटी भुजाओं में रहते हैं—ये क्षेत्र रॉबर्टसोनियन ट्रांसलोकेशन के हॉटस्पॉट हैं। यह मनुष्यों में सबसे सामान्य संरचनात्मक गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था है, जो तब होती है जब दो एक्रोसेंट्रिक गुणसूत्र अपने सेंट्रोमियर पर जुड़ जाते हैं। जब गुणसूत्र 21 इसमें शामिल होता है, तो परिणाम ट्राइसॉमी 21 का एक अनुवांशिक रूप हो सकता है, जो डाउन सिंड्रोम के लगभग 4% मामलों के लिए जिम्मेदार होता है ।

नया डेटा SST1/NBL2 को संरचनात्मक रूप से कमजोर जीनोमिक मुहल्लों के लिए एक मार्कर के रूप में स्थापित करता है। हालांकि ये रिपीट स्वयं साबित रूप से इन ट्रांसलोकेशन का प्रत्यक्ष कारण नहीं हैं, उनकी उपस्थिति और एपिजेनेटिक अवस्था आसपास के क्रोमैटिन की स्थिरता को प्रभावित कर सकती है ।

कैसे लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग ने इस खोज को खोल दिया

लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग के परिपक्व होने से पहले रिसर्च का यह पूरा क्षेत्र प्रभावी रूप से असंभव था। शॉर्ट-रीड तकनीकें DNA को इतने छोटे टुकड़ों में विभाजित कर देती हैं जो लंबे टैंडेम रिपीट तक नहीं फैल सकते, जिसके कारण रीड या तो जुड़ जाते हैं या असेंबली के दौरान त्याग दिए जाते हैं। खेल बदलने वाली मुख्य तकनीकी प्रगति में शामिल हैं:

• संपूर्ण जीनोम असेंबली: T2T मानव संदर्भ जीनोम, जो मुख्य रूप से पैकबायो HiFi और ऑक्सफोर्ड नैनोपोर डेटा से बनाया गया, ने अंततः उन एक्रोसेंट्रिक छोटी भुजाओं के अंतरालों को बंद कर दिया जहां SST1/NBL2 रहता है ।
• सीधी संरचनात्मक विविधता का पता लगाना: अध्ययनों ने निम्न कवरेज पर नैनोपोर सीक्वेंसिंग का उपयोग करके दोहराव वाले क्षेत्रों में संतुलित ट्रांसलोकेशन ब्रेकपॉइंट्स का सटीक पता लगाया, जिन्हें फ्लोरोसेंस इन सीटू हाइब्रिडाइजेशन (FISH) और शॉर्ट-रीड सीक्वेंसिंग अनदेखा कर गए थे ।
• रिपीट ट्रांसक्रिप्ट की खोज: नैनोपोर की पूर्ण-लंबाई RNA अणुओं को सीक्वेंस करने की क्षमता—बिना शॉर्ट-रीड RNA-seq द्वारा आवश्यक असेंबली स्टेप के—शोधकर्ताओं को TNBL जैसे रिपीट-व्युत्पन्न ट्रांसक्रिप्ट की पहचान करने की अनुमति देती है जो अन्यथा अदृश्य हैं ।

आगे का रास्ता: बायोमार्कर और उससे परे

रिसर्च अभी भी मूलभूत खोज चरण में है, लेकिन चिकित्सीय निहितार्थों की रूपरेखा पहले से ही बनाई जा रही है। यदि TNBL या अन्य मैक्रोसैटेलाइट-व्युत्पन्न RNAs को कार्यात्मक रूप से कैंसर में योगदान करते हुए दिखाया जाता है, तो वे रोग बायोमार्कर—रक्त या ऊतक में पहचानने योग्य संकेत—या यहां तक कि चिकित्सीय कमजोरियों के रूप में भी काम कर सकते हैं। स्प्लाइसिंग और DNA मरम्मत मशीनरी के साथ अंतर्क्रियाएं ऐसे मार्गों की ओर संकेत करती हैं जो संभावित रूप से ड्रग द्वारा लक्षित किए जा सकते हैं ।

लॉन्ग-रीड सीक्वेंसिंग अब इन क्षेत्रों में प्राकृतिक मानव भिन्नता का अध्ययन करना संभव बनाती है—दोहराव प्रतिलिपि संख्या, मिथाइलेशन और अभिव्यक्ति में व्यक्तियों और ट्यूमर के बीच अंतर—जो उनके जैविक महत्व को समझने के लिए आवश्यक होगा ।

फिलहाल, SST1/NBL2 मैक्रोसैटेलाइट्स की कहानी एक शक्तिशाली अनुस्मारक के रूप में काम करती है कि हमारे अपने जीनोम के महत्वपूर्ण अध्याय अभी भी अपठित हैं। उन्हें पढ़ने के उपकरण अंततः आ गए हैं।