Bộ gen khỉ marmoset hoàn chỉnh đầu tiên hé lộ gen gây Alzheimer ẩn giấu và mở đường cho giải trình tự cá nhân hóa giá rẻ

Các biến thể phiên mã PSEN1 mới

Bằng cách kết hợp bộ gen tham chiếu hoàn chỉnh với dữ liệu phiên mã, nhóm đã xác định các biến thể phiên mã mới của gen PSEN1—nguyên nhân di truyền phổ biến nhất gây bệnh Alzheimer gia đình khởi phát sớm—vốn vô hình trong các bộ gen có lỗ hổng trước đây . Những isoform mới này mở ra một hướng nghiên cứu về sự nối ghép thay thế trong thoái hóa thần kinh, mặc dù chức năng của chúng cần được nghiên cứu thêm .

Gen PSEN1 được xác định rõ là gen gây bệnh phổ biến nhất của bệnh Alzheimer khởi phát sớm, với hơn 300 đột biến đã được báo cáo cho đến nay . Các nghiên cứu trước đây đã tạo ra những con khỉ marmoset biến đổi gen mang đột biến điểm PSEN1 (C410Y hoặc A426P) và cho thấy sự xuất hiện sớm các dấu ấn sinh học liên quan đến Alzheimer . Bộ gen tham chiếu T2T mới giờ đây cung cấp nền tảng di truyền để nghiên cứu các biến thể này và các biến thể khác với độ chính xác chưa từng có.

Sự sắp xếp lại DNA ribosome (rDNA)

Bộ gen hoàn chỉnh tiết lộ rằng khỉ marmoset tự do trao đổi các mảng DNA ribosome giữa các nhiễm sắc thể không tương đồng, một kiểu sắp xếp lại năng động chưa từng được quan sát trước đây . Bộ gen cũng phát hiện các kiểu phân bố rDNA đặc trưng theo giới tính, điều không thể phát hiện nếu không có bộ gen tham chiếu không lỗ hổng .

Mở rộng quy mô giải trình tự T2T hướng tới gen cá nhân hóa

Bộ gen khỉ marmoset là một phần trong chuỗi nghiên cứu cho thấy các phương pháp lắp ráp T2T đã tiến bộ đến mức có thể áp dụng thường quy không chỉ cho bộ gen người mà còn cho các loài khác . T2T Consortium đã tiếp tục giảm chi phí bằng cách cải tiến quy trình phòng thí nghiệm và thuật toán lắp ráp, làm cho việc tạo ra bộ gen hoàn chỉnh trở nên rẻ hơn nhiều so với thời kỳ nỗ lực T2T đầu tiên trên người .

Như tác giả chính Prajna Hebbar nhận xét: “Giải trình tự T2T thường quy đang làm cho các khám phá trở nên dễ dàng và khả thi hơn,” và quy trình tự động này có thể tạo tiền đề cho một kỷ nguyên mà mỗi người có bộ gen hoàn chỉnh của riêng mình như một tham chiếu y tế độc đáo với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với hiện tại . Khả năng mở rộng này đã được chứng minh trong các công trình khác: cùng một consortium đã tạo ra bộ gen tham chiếu phân giải haplotype cho sáu loài vượn lớn, hoàn toàn giải trình tự 215 nhiễm sắc thể không lỗ hổng từ đầu đến cuối .

Ý nghĩa rộng hơn cho nghiên cứu bệnh thoái hóa thần kinh

Khỉ marmoset thường từ lâu đã là một sinh vật mẫu quan trọng cho nghiên cứu bệnh Alzheimer và Parkinson, một phần vì nhiều gen liên quan đến suy giảm nhận thức ở người cũng hiện diện ở khỉ marmoset . Các nỗ lực giải trình tự bộ gen khỉ marmoset trước đây vẫn còn nhiều khoảng trống, nhưng bộ gen không lỗ hổng mới giờ đây cho phép nghiên cứu các gen này với độ chính xác và chi tiết cao, tiết lộ những đặc điểm ẩn giấu có thể dẫn đến hiểu biết mới về cơ chế bệnh và các liệu pháp tiềm năng .