Das menschliche Genom wurde von Anfang bis Ende sequenziert, was bedeutet, dass Wissenschaftler weltweit die meisten der fast 20.000 proteinkodierenden Gene identifiziert haben. Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern stellt jedoch fest, dass noch viel zu tun ist. Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass wir uns bei der Identität der 20.000 Gene zwar fast einig sind, die Gene jedoch geschnitten und gespleißt werden können, um etwa 100.000 Proteine zu erzeugen, und dass sich Genexperten bei weitem nicht einig sind, was diese 100.000 Proteine sind.
Die Gruppe, die letzten Herbst im Cold Spring Harbor Laboratory in New York zusammenkam, hat nun einen Leitfaden zur Priorisierung der nächsten Schritte bei der Vervollständigung des menschlichen Gen-„Katalogs“ veröffentlicht.
„Viele Wissenschaftler haben daran gearbeitet, das menschliche Genom vollständig zu verstehen, und es ist viel schwieriger und komplexer als wir dachten“, sagt Steven Salzberg, Ph.D., Bloomberg Distinguished Professor für Biomedizintechnik, Informatik und Biostatistik an der Johns Hopkins Universität. „Wir haben einen Überblick über den Stand des menschlichen Genkatalogs und einen Leitfaden darüber gegeben, was zu seiner Vervollständigung erforderlich ist.“
Salzberg bot zusammen mit der biomedizinischen Ingenieurin und außerordentlichen Professorin Mihaela Pertea, Ph.D., MS, MSE an der Johns Hopkins University, dem Postdoktoranden Ales Varabyou und 19 weiteren Wissenschaftlern am 4. Oktober in der Zeitschrift Perspektiven zum menschlichen Genkatalog Natur.
Die Wissenschaftler sagen, dass die endgültige Liste der proteinkodierenden Gene zwar nahezu vollständig sei, die Wissenschaftler jedoch noch nicht vollständig katalogisiert hätten, wie vielfältig ein Gen geschnitten oder gespleißt werden könne, was zu „Isoformen“ von Proteinen führe, die sich leicht unterscheiden. Einige Proteinisoformen haben keinen Einfluss auf die Funktion des Proteins, andere können jedoch so unterschiedlich sein, dass das Risiko für ein bestimmtes Merkmal, einen bestimmten Zustand oder eine bestimmte Krankheit erhöht ist.
Um den Katalog zu vervollständigen, schlagen die Wissenschaftler einen umfassenden Blick darauf vor, wie jedes Gen in funktionelle und nichtfunktionale Proteine ausgedrückt wird und welche dreidimensionale Form diese Proteine haben.
Die Wissenschaftler schlagen außerdem einen Schwerpunkt auf der Katalogisierung nichtkodierender RNA-Gene vor. RNA ist das genetische Material, das von der DNA transkribiert wird und einem molekularen Weg zur Herstellung von Proteinen folgt. Anstelle von Proteinen kodieren nichtkodierende RNA-Gene andere Arten von molekularem Material, das eine zelluläre Funktion erfüllt.
Abschließend betont die internationale Gruppe, wie wichtig es ist, häufig verwendete Datenbanken zu Genvariationen, die Krankheiten verursachen, zu verbessern, die klinischen Laborstandards für die Kommentierung von DNA-Sequenzierungsergebnissen zu verbessern und neue Technologien zu entwickeln, um effektivere und präzisere Methoden für den Abgleich der breiten Palette von Proteinen zu ermöglichen ihre Genprodukte.
Mehr Informationen:
Paulo Amaral et al., Der Status des menschlichen Genkatalogs, Natur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06490-x