Para peneliti di EPFL, yang dipimpin oleh Didier Trono, telah mengembangkan metode baru untuk mendeteksi elemen transposable (TE) yang sebelumnya tidak terdeteksi dalam genom manusia, sehingga secara signifikan memperluas pengetahuan kita tentang komposisi DNA. Penemuan ini memiliki implikasi besar untuk memahami penyakit genetik dan respons genom terhadap berbagai tekanan.
Genom manusia, sebuah mosaik kompleks data genetik yang penting bagi kehidupan, telah terbukti menjadi harta karun berupa fitur-fitur aneh. Diantaranya adalah segmen DNA yang dapat “melompat-lompat” dan bergerak di dalam genom, yang dikenal sebagai “elemen transposable” (TEs).
Saat mereka mengubah posisinya dalam genom, TE berpotensi menyebabkan mutasi dan mengubah profil genetik sel, tetapi juga merupakan pengatur utama organisasi dan ekspresi genom kita. Misalnya, TE berkontribusi pada elemen pengatur, situs pengikatan faktor transkripsi, dan pembuatan transkrip chimeric – rangkaian genetik yang tercipta ketika segmen dari dua gen atau bagian genom yang berbeda bergabung bersama untuk membentuk hibrida baru. RNA molekul.
Sesuai dengan kepentingan fungsionalnya, TE diketahui menyumbang setengah dari DNA manusia. Namun, seiring bertambahnya usia dan pergerakan, TE mengalami perubahan yang menutupi bentuk aslinya. Seiring waktu, TE “merosot” dan menjadi kurang dikenali, sehingga menyulitkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi dan melacaknya dalam cetak biru genetik kita.
Terobosan dalam Deteksi TE
Dalam sebuah studi baru, para peneliti di kelompok Didier Trono di EPFL telah menemukan cara untuk meningkatkan deteksi TE dalam genom manusia dengan menggunakan genom leluhur yang direkonstruksi dari berbagai spesies. jenisyang memungkinkan mereka mengidentifikasi TE yang sebelumnya tidak terdeteksi dalam genom manusia. Studi ini dipublikasikan di Genomik Sel.
Para ilmuwan menggunakan database genom leluhur yang direkonstruksi dari berbagai jenis spesies, seperti “mesin waktu” genom. Dengan membandingkan genom manusia dengan genom nenek moyang yang direkonstruksi, mereka dapat mengidentifikasi TE yang, selama jutaan tahun, telah mengalami kemunduran (usang) pada manusia.
Perbandingan ini memungkinkan mereka untuk mendeteksi (“memberi keterangan”) TE yang mungkin terlewatkan dalam penelitian sebelumnya yang hanya menggunakan data dari genom manusia.
Dengan menggunakan pendekatan ini, para ilmuwan menemukan jumlah TE yang lebih besar dari yang diketahui sebelumnya, sehingga menambah secara signifikan bagian DNA kita yang disumbangkan oleh TE. Selain itu, mereka dapat menunjukkan bahwa rangkaian TE yang baru digali ini memainkan peran regulasi yang sama seperti kerabatnya yang lebih baru dan sudah teridentifikasi.
Potensi penerapannya sangat luas: “Pemahaman yang lebih baik tentang TE dan regulatornya dapat memberikan wawasan tentang penyakit manusia, yang banyak di antaranya diyakini dipengaruhi oleh faktor genetik,” kata Didier Trono. “Yang pertama dan terpenting adalah kanker, tetapi juga gangguan autoimun dan metabolisme, dan secara umum respons tubuh kita terhadap tekanan lingkungan dan penuaan.”
Referensi: “Rekonstruksi genom leluhur meningkatkan anotasi elemen transposable dengan mengidentifikasi integran yang mengalami degenerasi” oleh Wayo Matsushima, Evarist Planet dan Didier Trono, 30 Januari 2024, Genomik Sel.
DOI: 10.1016/j.xgen.2024.100497
Studi ini didanai oleh Dewan Riset Eropa, Swiss National Science Foundation, EMBO Postdoctoral Fellowship, dan JSPS Overseas Research Fellowship.
