Diposting Kamis, 13 Oktober 2011 jam 9:55 pm oleh Gun HS

‘Materi Gelap’ Genom Terungkap Lewat Analisis 29 Mamalia

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Kamis, 13 Oktober 2011 -


Sebuah tim peneliti internasional telah menemukan sebagian besar dari apa yang disebut sebagai “materi gelap” dalam genom manusia, dengan cara membandingkan 29 genom mamalia. Tim riset yang dipimpin para ilmuwan dari Institut Broad ini, telah menunjuk bagian-bagian genom manusia yang mengontrol kapan dan di mana gen diaktifkan. Peta ini merupakan langkah penting dalam menginterpretasikan ribuan perubahan genetik yang terkait dengan penyakit manusia.

Temuan mereka muncul secara online dalam jurnal Nature, 12 Oktober.

Studi-studi perbandingan sebelumnya pada genom manusia dan tikus mengarah pada penemuan mengejutkan bahwa informasi regulasi yang mengendalikan informasi gen-gen kerdil ternyata berada di dalam gen itu sendiri. Namun, studi-studi ini tidak secara langsung: mereka bisa menyimpulkan keberadaan urutan regulasi, namun hanya bisa menemukan sebagian kecil dari mereka. Urutan misterius ini disebut sebagai materi gelap genom, analogi materi dan energi tak terlihat yang membentuk sebagian besar alam semesta.

Studi baru ini, melibatkan sejumlah hewan mamalia – termasuk kelinci, kelelawar, gajah, dan banyak lagi – untuk mengungkapkan unsur-unsur genom yang misterius.

Selama lima tahun terakhir, Broad Institute, Institut Genom di Washington University, dan Baylor College of Medicine Human Genome Sequencing Center telah mengurutkan 29 genom plasenta mamalia. Tim peneliti membandingkan semua genom tersebut, 20 dari yang pertama kali yang dilaporkan dalam makalah ini, mencari area-area yang sebagian besar tetap tidak berubah pada keseluruhan spesies.

“Dengan hanya beberapa spesies saja, kami tidak memiliki kekuatan untuk menentukan masing-masing area kontrol regulasi,” kata Manolis Kellis, penulis terakhir studi dan profesor ilmu komputer di MIT. “Peta baru ini mengungkapkan hampir 3 juta elemen yang sebelumnya tidak terdeteksi dalam area non-coding yang dengan hati-hati telah terlestarikan pada semua mamalia, dan yang gangguannya tampaknya terkait dengan penyakit manusia.”

Temuan ini dapat menyediakan pemahaman yang lebih mendalam bagi studi-studi yang berfokus pada penyakit, yang meneliti varian genetik yang terkait erat dengan penyakit.

“Sebagian besar varian genetik terkait dengan penyakit umum yang terjadi pada penyandian non-protein di area genom. Di area ini, seringkali sulit untuk menemukan mutasi penyebabnya,” kata penulis pertama Kerstin Lindblad-Toh, direktur ilmiah biologi genom vertebrata di Broad dan seorang profesor di genomik komparatif di Universitas Uppsala, Swedia. “Katalog ini akan memudahkan untuk mengurai fungsi variasi yang terkait dengan penyakit dalam genom manusia.”

Peta baru ini membantu menentukan mutasi yang mungkin bertanggung jawab terhadap penyakit, karena mereka telah terlestarikan selama jutaan tahun evolusi, namun biasanya terganggu pada individu yang menderita penyakit tertentu. Mengetahui mutasi kausal dan kemungkinan fungsinya dapat membantu mengungkap mekanisme penyakit yang mendasarinya dan mengungkapkan target obat yang potensial.

Para ilmuwan mampu menunjukkan fungsi untuk lebih dari setengah dari 360 juta huruf DNA yang terkandung dalam unsur-unsur yang dilestarikan, mengungkapkan makna tersembunyi di balik A, C, T, dan G. Ini mengungkapkan:

“Kita dapat menggunakan harta karun dari unsur-unsur baru ini untuk meninjau kembali berbagai studi penyakit yang terkait, berfokus pada hal-hal yang mengganggu unsur terlestari dan mencoba untuk melihat kemungkinan fungsi mereka,” kata Kellis. “Dengan menggunakan genom tunggal, bahasa DNA menjadi terlihat sangat rahasia. Ketika mempelajarinya melalui lensa evolusi, kata-katanya terungkap dan meraih makna.”

Para peneliti juga dapat memanfaatkan koleksi genom ini untuk menoleh ke masa lalu, pada lebih dari 100 juta tahun evolusi, untuk mengungkap perubahan fundamental di mana adaptasi mamalia terbentuk pada lingkungan dan gaya hidup yang berbeda. Para peneliti mengungkapkan protein spesifik di bawah evolusi yang cepat, termasuk beberapanya yang berhubungan dengan sistem kekebalan tubuh, persepsi rasa, dan pembelahan sel. Mereka juga menemukan ratusan domain protein dalam gen yang berkembang pesat, beberapa di antaranya terkait dengan pemodelan-ulang tulang dan fungsi retina.

“Perbandingan genom-genom mamalia mengungkapkan kontrol regulasi yang umum pada semua mamalia,” kata Eric Lander, direktur Broad Institute dan penulis ketiga dalam makalah. “Inovasi evolusioner ini dirancang lebih dari 100 juta tahun lalu dan masih bekerja pada populasi manusia saat ini.”

Selain menemukan kontrol-kontrol DNA yang umum pada semua mamalia, perbandingan ini juga menyoroti area-area yang telah berubah dengan cepat hanya dalam genom manusia dan primata. Para peneliti sebelumnya telah menemukan dua ratus area ini, beberapa di antaranya terkait dengan perkembangan otak dan anggota tubuh. Daftarnya yang diperluas – yang kini mencakup lebih dari 1.000 area – akan memberikan para ilmuwan titik awal baru untuk memahami evolusi manusia.

Perbandingan banyak genom yang lengkap mulai menawarkan pandangan yang jelas tentang area genomik yang sempat tak terlihat, dan dengan genom-genom tambahan, resolusinya hanya akan meningkat. “Kekuatan sumber ini adalah bahwa ini terus berkembang dengan masuknya lebih banyak spesies,” kata Lindblad-Toh. “Ini merupakan pendekatan yang sangat sistematis dan tidak bias yang hanya akan menjadi lebih kuat dengan masuknya genom-genom tambahan.”

Proyek ini didukung National Human Genome Research Institute, National Institute for General Medicine, European Science Foundation, National Science Foundation, Sloan Foundation, Erwin Schrödinger Fellowship, Gates Cambridge Trust, Novo Nordisk Foundation, University of Copenhagen, David and Lucile Packard Foundation, Danish Council for Independent Research Medical Sciences, serta Lundbeck Foundation.

Kredit: Broad Institute of MIT and Harvard
Jurnal: Kerstin Lindblad-Toh, Manuel Garber, Or Zuk, Michael F. Lin, Brian J. Parker, Stefan Washietl, Pouya Kheradpour, Jason Ernst, Gregory Jordan, Evan Mauceli, Lucas D. Ward, Craig B. Lowe, Alisha K. Holloway, Michele Clamp, Sante Gnerre, Jessica Alföldi, Kathryn Beal, Jean Chang, Hiram Clawson, James Cuff, Federica Di Palma, Stephen Fitzgerald, Paul Flicek, Mitchell Guttman, Melissa J. Hubisz, David B. Jaffe, Irwin Jungreis, W. James Kent, Dennis Kostka, Marcia Lara, Andre L. Martins, Tim Massingham, Ida Moltke, Brian J. Raney, Matthew D. Rasmussen, Jim Robinson, Alexander Stark, Albert J. Vilella, Jiayu Wen, Xiaohui Xie, Michael C. Zody, Jen Baldwin, Toby Bloom, Chee Whye Chin, Dave Heiman, Robert Nicol, Chad Nusbaum, Sarah Young, Jane Wilkinson, Kim C. Worley, Christie L. Kovar, Donna M. Muzny, Richard A. Gibbs, Andrew Cree, Huyen H. Dihn, Gerald Fowler, Shalili Jhangiani, Vandita Joshi, Sandra Lee, Lora R. Lewis, Lynne V. Nazareth, Geoffrey Okwuonu, Jireh Santibanez, Wesley C. Warren, Elaine R. Mardis, George M. Weinstock, Richard K. Wilson, Kim Delehaunty, David Dooling, Catrina Fronik, Lucinda Fulton, Bob Fulton, Tina Graves, Patrick Minx, Erica Sodergren, Ewan Birney, Elliott H. Margulies, Javier Herrero, Eric D. Green, David Haussler, Adam Siepel, Nick Goldman, Katherine S. Pollard, Jakob S. Pedersen, Eric S. Lander, Manolis Kellis. A high-resolution map of human evolutionary constraint using 29 mammals. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10530

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.