6 篇Science 齐发，首次破译完整的人类基因组，百

作者：杨超月

6 篇Science 齐发，首次破译完整的人类基因组，百人科学家团队揭开背后的神秘面纱

2022-04-02 22:29 来源: 久病之谈

原标题：6 篇Science 齐发，首次破译完整的人类基因组，百人科学家团队揭开背后的神秘面纱

iNature

自 2000 年首次发布以来，人类参考基因组仅涵盖基因组的常染色质部分，而重要的异染色质区域尚未完成。

2022年3月31日，端粒到端粒 (T2T) 联盟在 Science 在线发表题为“ The complete sequence of a human genome”的研究论文（该文章入选为Science封面文章），该研究针对剩余 8% 的基因组，提供了人类基因组的完整 30.55 亿碱基对序列 T2T-CHM13，其中包括除 Y 之外的所有染色体的无间隙装配，纠正了之前的参考序列，并介绍了近 2 亿个碱基对序列，其中包含 1956 个基因预测，其中 99 个预测为蛋白质编码。完成的区域包括所有着丝粒卫星阵列、最近的节段重复和所有五个近端着丝粒染色体的短臂。

总之， 与过去 20 年的任何基因组参考版本相比，T2T-CHM13 组装增加了五个完整的染色体臂和更多的额外序列。这 8% 的基因组并没有因为缺乏重要性而被忽视，而是因为技术限制。 高精度长读长测序终于消除了这一技术障碍，能够对整个人类基因组的基因组变异进行全面研究，预计这将推动人类基因组健康和疾病的未来发现。

2022年4月1日，华盛顿大学Mitchell R. Vollger 等人在 Science 在线发表题为“ Segmental duplications and their variation in a complete human genome”的研究论文，该研究使用完整的端粒到端粒人类基因组 (T2T-CHM13)，提供了人类片段重复 (SD)组织的全面视图。SD 占额外序列的近三分之一，将全基因组估计从 5.4% 增加到 7.0% [2.18 亿碱基对 (Mbp)]。对 268 个人类基因组的分析表明，91% 的先前未解析的 T2T-CHM13 SD 序列 (68.3 Mbp) 更好地代表了人类拷贝数变异。比较来自人类 (n = 12) 和非人类灵长类动物 (n = 5) 基因组的长读长组装，该研究系统地重建了生物医学相关和重复基因的进化和结构单倍型多样性。 该分析揭示了人类与其他灵长类动物之间 SD 组织结构杂合性和进化差异的模式。

2022年4月1日，加州大学伯克利分校Nicolas Altemose 等人在 Science 在线发表题为“ Complete genomic and epigenetic maps of human centromeres”的研究论文， 一个完整的端粒到端粒人类基因组组装 (T2T-CHM13) 使研究人员能够全面地表征构成基因组 6.2% 的着丝粒周围和着丝粒重复序列（189.9 兆碱基）。这些区域的详细图谱显示了多碱基结构重排，包括活性着丝粒重复阵列。对着丝粒相关序列的分析揭示了着丝粒的位置与周围 DNA 通过分层重复扩展的进化之间的密切关系。此外， 对不同个体组中 X 染色体着丝粒的比较揭示了这些复杂且快速进化的区域中高度的结构、表观遗传和序列变异。

2022年4月1日，康涅狄格大学Savannah J. Hoyt 等人在 Science 在线发表题为“ From telomere to telomere: The tranional and epigenetic state of human repeat elements”的研究论文，该研究 提出了 T2T-CHM13 人类参考基因组的从头重复发现和注释。该研究确定了以前未知的卫星阵列，扩展了重复和移动元件的变体和家族目录，表征了复杂复合重复的类别，并定位了逆转录转导事件。该研究检测了新生转录并描绘了 CpG 甲基化谱，以定义人类转录活性逆转录元件的结构，包括着丝粒中的逆转录元件结构。 这些数据扩展了对塑造人类基因组的重复区域的多样性、分布和进化的洞察力。

6 篇Science 齐发，首次破译完整的人类基因组，百