మా మానవ జీనోమ్ ప్రాజెక్ట్ ~1-2% మా జన్యువు ఫంక్షనల్ ప్రొటీన్‌లను చేస్తుంది, మిగిలిన 98-99% పాత్ర సమస్యాత్మకంగా ఉంటుంది. పరిశోధకులు దాని చుట్టూ ఉన్న రహస్యాలను వెలికితీసేందుకు ప్రయత్నించారు మరియు ఈ కథనం దాని పాత్ర మరియు చిక్కుల గురించి మన అవగాహనపై వెలుగునిస్తుంది. మానవ ఆరోగ్య మరియు వ్యాధులు.
సమయం నుండి ది మానవ జీనోమ్ ప్రాజెక్ట్ (HGP) ఏప్రిల్ 2003లో పూర్తయింది1, యొక్క మొత్తం క్రమాన్ని తెలుసుకోవడం ద్వారా ఇది భావించబడింది మానవ 3 బిలియన్ బేస్ జతలు లేదా 'జత అక్షరాల'తో కూడిన జన్యువు, జన్యువు ఒక సంక్లిష్టమైన జీవి ఎలా ఉంటుందో పరిశోధకులు ఖచ్చితంగా గుర్తించగలిగే ఒక ఓపెన్ బుక్‌గా ఉంటుంది మానవ వివిధ రకాల వ్యాధులకు మన పూర్వస్థితిని కనుగొనడంలో, వ్యాధి ఎందుకు సంభవిస్తుందనే దానిపై మన అవగాహనను పెంపొందించడం మరియు వాటికి కూడా నివారణను కనుగొనడంలో సహాయపడే పని. అయినప్పటికీ, మన సమలక్షణ ఉనికిని నిర్ణయించే ఫంక్షనల్ ప్రోటీన్‌లను తయారుచేసే దానిలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే (~1-2% మాత్రమే) శాస్త్రవేత్తలు అర్థంచేసుకోగలిగినప్పుడు పరిస్థితి చాలా గందరగోళంగా మారింది. ఫంక్షనల్ ప్రొటీన్‌లను తయారు చేయడంలో DNA యొక్క 1-2% పాత్ర పరమాణు జీవశాస్త్రం యొక్క కేంద్ర సిద్ధాంతాన్ని అనుసరిస్తుంది, ఇది DNA ను మొదట RNA చేయడానికి కాపీ చేయబడుతుంది, ప్రత్యేకించి mRNA ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ అని పిలువబడే ప్రక్రియ ద్వారా mRNA మరియు అనువాదం ద్వారా ప్రోటీన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పరమాణు జీవశాస్త్రవేత్త భాషలో, ఈ 1-2% మానవ జన్యువు ఫంక్షనల్ ప్రోటీన్ల కోసం సంకేతాలు. మిగిలిన 98-99%ని 'జంక్ DNA' లేదా 'డార్క్'గా సూచిస్తారు విషయం' ఇది పైన పేర్కొన్న ఫంక్షనల్ ప్రోటీన్‌లలో దేనినీ ఉత్పత్తి చేయదు మరియు ప్రతిసారీ 'బ్యాగేజీ'గా తీసుకువెళుతుంది a మానవ ఉండటం పుడుతుంది. మిగిలిన 98-99% పాత్రను అర్థం చేసుకోవడానికి జన్యువు, ఎన్‌కోడ్ (ఎన్‌సైక్లోపీడియా ఆఫ్ డిఎన్‌ఎ ఎలిమెంట్స్) ప్రాజెక్ట్2 నేషనల్ ద్వారా సెప్టెంబర్ 2003లో ప్రారంభించబడింది మానవ జీనోమ్ పరిశోధనా సంస్థ (NHGRI).
ENCODE ప్రాజెక్ట్ ఫలితాలు చాలా వరకు చీకటిని వెల్లడించాయి విషయం'' వివిధ రకాల కణాలలో మరియు వేర్వేరు సమయాలలో జన్యువులను ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడం ద్వారా అవసరమైన నియంత్రణ మూలకాలుగా పనిచేసే నాన్‌కోడింగ్ DNA సీక్వెన్స్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఈ రెగ్యులేటరీ సీక్వెన్స్‌ల యొక్క ప్రాదేశిక మరియు తాత్కాలిక చర్యలు ఇప్పటికీ పూర్తిగా స్పష్టంగా లేవు, ఎందుకంటే వీటిలో కొన్ని (నియంత్రణ అంశాలు) అవి పనిచేసే జన్యువు నుండి చాలా దూరంగా ఉన్నాయి, ఇతర సందర్భాల్లో అవి దగ్గరగా ఉండవచ్చు.
యొక్క కొన్ని ప్రాంతాల కూర్పు మానవ జన్యువు ప్రారంభించకముందే తెలిసింది మానవ జీనోమ్ అందులో ప్రాజెక్ట్ ~8% మానవ జన్యువు వైరల్ నుండి తీసుకోబడింది జన్యువులు గా మన DNA లో పొందుపరచబడింది మానవ ఎండోజెనస్ రెట్రోవైరస్లు (HERVలు)3. ఈ HERVలు సహజమైన రోగనిరోధక శక్తిని అందించడంలో చిక్కుకున్నాయి మానవులు రోగనిరోధక పనితీరును నియంత్రించే జన్యువులకు నియంత్రణ మూలకాలుగా పని చేయడం ద్వారా. ఈ 8% యొక్క క్రియాత్మక ప్రాముఖ్యత ENCODE ప్రాజెక్ట్ యొక్క పరిశోధనల ద్వారా ధృవీకరించబడింది, ఇది మెజారిటీ 'డార్క్' అని సూచించింది విషయం నియంత్రణ అంశాలుగా పనిచేస్తుంది.
ఎన్‌కోడ్ ప్రాజెక్ట్ ఫలితాలతో పాటు, 'చీకటి' కోసం ఆమోదయోగ్యమైన నియంత్రణ మరియు అభివృద్ధి పాత్రను సూచిస్తూ గత రెండు దశాబ్దాల నుండి విస్తారమైన పరిశోధన డేటా అందుబాటులో ఉంది విషయం'. ఉపయోగించి జీనోమ్-వైడ్ అసోసియేషన్ స్టడీస్ (GWAS), DNA యొక్క నాన్‌కోడింగ్ ప్రాంతాలలో ఎక్కువ భాగం సాధారణ వ్యాధులు మరియు లక్షణాలతో సంబంధం కలిగి ఉన్నాయని గుర్తించబడింది.4 మరియు ఈ ప్రాంతాల్లోని వైవిధ్యాలు క్యాన్సర్‌లు, గుండె జబ్బులు, మెదడు రుగ్మతలు, ఊబకాయం వంటి అనేక సంక్లిష్ట వ్యాధుల ప్రారంభ మరియు తీవ్రతను నియంత్రించడానికి పని చేస్తాయి.5,6. GWAS అధ్యయనాలు కూడా జన్యువులోని ఈ నాన్-కోడింగ్ DNA సీక్వెన్సులు నాన్-కోడింగ్ ఆర్‌ఎన్‌ఏలుగా లిప్యంతరీకరించబడతాయని (DNA నుండి RNA గా మార్చబడతాయి కానీ అనువదించబడలేదు) మరియు వాటి నియంత్రణ యొక్క గందరగోళం అవకలన వ్యాధికి కారణమయ్యే ప్రభావాలకు దారితీస్తుందని వెల్లడించింది.7. ఇది వ్యాధి అభివృద్ధిలో నియంత్రణ పాత్రను పోషించే నాన్-కోడింగ్ RNAల సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది8.
ఇంకా, డార్క్ మ్యాటర్‌లో కొంత భాగం నాన్-కోడింగ్ DNA వలె మిగిలిపోయింది మరియు నియంత్రణ పద్ధతిలో పెంచేవిగా పనిచేస్తాయి. పదం సూచించినట్లుగా, సెల్‌లోని నిర్దిష్ట ప్రోటీన్ల వ్యక్తీకరణను మెరుగుపరచడం (పెంచడం) ద్వారా ఈ పెంచేవారు పని చేస్తారు. DNA యొక్క నాన్-కోడింగ్ ప్రాంతం యొక్క పెంపొందించే ప్రభావాలు రోగులను సంక్లిష్ట స్వయం ప్రతిరక్షక మరియు తాపజనక ప్రేగు వ్యాధి వంటి అలెర్జీ వ్యాధులకు గురి చేసేటట్లు చేసే ఇటీవలి అధ్యయనంలో ఇది చూపబడింది.9,10, తద్వారా తాపజనక వ్యాధుల చికిత్స కోసం కొత్త సంభావ్య చికిత్సా లక్ష్యాన్ని గుర్తించడానికి దారి తీస్తుంది. 'డార్క్ మ్యాటర్'లో పెంచేవారు మెదడు అభివృద్ధిలో కూడా చిక్కుకున్నారు, ఇక్కడ ఎలుకలపై చేసిన అధ్యయనాలు ఈ ప్రాంతాలను తొలగించడం మెదడు అభివృద్ధిలో అసాధారణతలకు దారితీస్తుందని తేలింది.11,12. ఈ అధ్యయనాలు అల్జీమర్స్ మరియు పార్కిన్సన్స్ వంటి సంక్లిష్ట నాడీ సంబంధిత వ్యాధులను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి మాకు సహాయపడవచ్చు. బ్లడ్ క్యాన్సర్ల అభివృద్ధిలో 'డార్క్ మ్యాటర్' కూడా పాత్ర పోషిస్తుందని తేలింది13 దీర్ఘకాలిక మైలోసైటిక్ లుకేమియా (CML) మరియు క్రానిక్ లింఫోసైటిక్ లుకేమియా (CLL) వంటివి.
అందువలన, 'డార్క్ మ్యాటర్' అనేది ఒక ముఖ్యమైన భాగాన్ని సూచిస్తుంది మానవ జన్యువు మునుపు గ్రహించిన దానికంటే మరియు నేరుగా ప్రభావం చూపుతుంది మానవ ఆరోగ్య అభివృద్ధి మరియు ప్రారంభంలో నియంత్రణ పాత్రను పోషించడం ద్వారా మానవ పైన వివరించిన వ్యాధులు.
అంటే మొత్తం 'డార్క్ మ్యాటర్' అనేది నాన్-కోడింగ్ ఆర్‌ఎన్‌ఏలుగా లిప్యంతరీకరించబడుతుందా లేదా వివిధ వ్యాధులకు సంబంధించిన ప్రిడిపోజిషన్, ఆవిర్భావం మరియు వైవిధ్యాలతో సంబంధం ఉన్న నియంత్రణ మూలకాలుగా వ్యవహరించడం ద్వారా నాన్-కోడింగ్ DNA వలె పెంచే పాత్రను పోషిస్తుందా? మానవులు? ఇప్పటి వరకు చేసిన అధ్యయనాలు రాబోయే సంవత్సరాల్లో ఇదే విధమైన పరిశోధనలకు బలమైన ప్రాధాన్యతను చూపుతాయి మరియు మొత్తం 'డార్క్ మ్యాటర్' యొక్క పనితీరును ఖచ్చితంగా వివరించడంలో మాకు సహాయపడతాయి, ఇది నివారణను కనుగొనే ఆశతో నవల లక్ష్యాలను గుర్తించడానికి దారి తీస్తుంది. మానవ జాతిని నిర్వీర్యం చేసే వ్యాధులు.
***
ప్రస్తావనలు:
1. “హ్యూమన్ జీనోమ్ ప్రాజెక్ట్ పూర్తి: తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు”. జాతీయ మానవుడు జీనోమ్ పరిశోధనా సంస్థ (NHGRI). ఆన్‌లైన్‌లో అందుబాటులో ఉంది https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ 17 మే 2020న యాక్సెస్ చేయబడింది.
2. స్మిత్ డి., 2017. ది మిస్టీరియస్ 98%: శాస్త్రవేత్తలు 'డార్క్ జీనోమ్'పై కాంతిని ప్రకాశింపజేయాలని చూస్తున్నారు. ఆన్‌లైన్‌లో అందుబాటులో ఉంది https://phys.org/news/2017-02-mysterious-scientists-dark-genome.html 17 మే 2020న యాక్సెస్ చేయబడింది.
3. సోని ఆర్., 2020. మానవులు మరియు వైరస్‌లు: కోవిడ్-19 కోసం వారి సంక్లిష్ట సంబంధం మరియు చిక్కుల సంక్షిప్త చరిత్ర. సైంటిఫిక్ యూరోపియన్ 08 మే 2020న పోస్ట్ చేయబడింది. ఆన్‌లైన్‌లో ఇక్కడ అందుబాటులో ఉంది https://www.scientificeuropean.co.uk/humans-and-viruses-a-brief-history-of-their-complex-relationship-and-implications-for-COVID-19 18 మే 2020న యాక్సెస్ చేయబడింది.
4. మౌరానో MT, హంబర్ట్ R, రైన్స్ E, మరియు ఇతరులు. నియంత్రణ DNAలో సాధారణ వ్యాధి-సంబంధిత వైవిధ్యం యొక్క క్రమబద్ధమైన స్థానికీకరణ. సైన్స్. 2012 సెప్టెంబర్ 7;337(6099):1190-5. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1222794
5. ప్రచురించబడిన జీనోమ్-వైడ్ అసోసియేషన్ అధ్యయనాల కేటలాగ్. http://www.genome.gov/gwastudies.
6. హిండార్ఫ్ LA, సేతుపతి P, మరియు ఇతరులు 2009. మానవ వ్యాధులు మరియు లక్షణాల కోసం జన్యు-వ్యాప్త అసోసియేషన్ లొకి యొక్క సంభావ్య ఎటియోలాజిక్ మరియు ఫంక్షనల్ ఇంప్లికేషన్స్. Proc Natl Acad Sci US A. 2009, 106: 9362-9367. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0903103106
7. సెయింట్ లారెంట్ G, వ్యాట్కిన్ Y, మరియు కప్రానోవ్ P. డార్క్ మ్యాటర్ RNA జన్యు-వ్యాప్త అసోసియేషన్ అధ్యయనాల పజిల్‌ను ప్రకాశిస్తుంది. BMC మెడ్ 12, 97 (2014). DOI: https://doi.org/10.1186/1741-7015-12-97
8. మార్టిన్ L, చాంగ్ HY. మానవ వ్యాధిలో జెనోమిక్ "డార్క్ మ్యాటర్" పాత్రను వెలికితీయడం. J క్లిన్ ఇన్వెస్ట్. 2012;122 (5): 1589-1595. https://doi.org/10.1172/JCI60020
9. బాబ్రహం ఇన్స్టిట్యూట్ 2020. జన్యువులోని 'డార్క్ మ్యాటర్' ప్రాంతాలు తాపజనక వ్యాధులను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో వెలికితీస్తోంది. 13 మే, 2020న పోస్ట్ చేయబడింది. ఆన్‌లైన్‌లో ఇక్కడ అందుబాటులో ఉంది https://www.babraham.ac.uk/news/2020/05/uncovering-how-dark-matter-regions-genome-affect-inflammatory-diseases 14 మే 2020న యాక్సెస్ చేయబడింది.
10. నస్రల్లా, ఆర్., ఇమియానోవ్స్కీ, CJ, బోస్సిని-కాస్టిల్లో, ఎల్. మరియు ఇతరులు. 2020. రిస్క్ లోకస్ 11q13.5 వద్ద దూరాన్ని పెంచే సాధనం ట్రెగ్ కణాల ద్వారా పెద్దప్రేగు శోథను అణచివేయడాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది. ప్రకృతి (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2296-7
11. డికెల్, DE మరియు ఇతరులు. 2018. సాధారణ అభివృద్ధి కోసం అల్ట్రా సంరక్షించబడిన ఎన్‌హాన్సర్‌లు అవసరం. సెల్ 172, సంచిక 3, P491-499.E15, జనవరి 25, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.017
12. 'డార్క్ మ్యాటర్' DNA మెదడు అభివృద్ధి DOIని ప్రభావితం చేస్తుంది: https://doi.org/10.1038/d41586-018-00920-x
13. డార్క్-మేటర్ విషయాలు: చీకటి DNA DOIని ఉపయోగించి సూక్ష్మ రక్త క్యాన్సర్‌లను వివరించడం: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007332
***
