Ang Human Genome Project nagbutyag nga mga 1-2% sa atong genome ang naghimo og mga functional protein samtang ang papel sa nahabilin nga 98-99% nagpabilin nga misteryoso. Gisulayan sa mga tigdukiduki nga ibutyag ang mga misteryo nga naglibot niini ug kini nga artikulo naghatag kahayag sa atong pagsabot sa papel ug mga implikasyon niini alang sa kahimsog sa tawo ug mga sakit.
Sukad sa pagkakompleto sa Human Genome Project (HGP) niadtong Abril 20031 , gituohan nga pinaagi sa pagkahibalo sa tibuok han-ay sa genome sa tawo nga gilangkoban sa 3 bilyon nga base pairs o 'pair of letters', ang genome mahimong usa ka bukas nga libro diin ang mga tigdukiduki makatudlo kon giunsa paglihok ang usa ka komplikado nga organismo isip usa ka tawo nga sa ngadto-ngadto mosangpot sa pagpangita sa atong mga predisposisyon sa lain-laing mga matang sa mga sakit, pagpalambo sa atong pagsabot kon nganong mahitabo ang sakit ug pagpangita usab og tambal alang niini. Bisan pa, ang sitwasyon nahimong makalilibog kaayo sa dihang ang mga siyentista nakahubad lamang sa usa ka bahin niini (~1-2%) nga naghimo sa mga functional nga protina nga nagtino sa atong phenotypic nga paglungtad. Ang papel sa 1-2% sa DNA sa paghimo sa mga functional nga protina nagsunod sa sentral nga dogma sa molecular biology nga nag-ingon nga ang DNA unang gikopya aron paghimo og RNA, labi na ang mRNA pinaagi sa usa ka proseso nga gitawag og transcription gisundan sa paghimo sa protina pinaagi sa mRNA pinaagi sa paghubad. Sa pinulongan sa molecular biologist, kini nga 1-2% sa genome sa tawo nag-code alang sa mga functional nga protina. Ang nahibiling 98-99% gitawag nga 'junk DNA' o 'dark matter ' nga wala magpatunghag bisan unsang functional protein nga nahisgotan sa ibabaw ug gidala isip 'baggage' matag higayon nga matawo ang usa ka tawo . Aron masabtan ang papel sa nahibiling 98-99% sa genome , ang ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements) project 2 gilunsad niadtong Septyembre 2003 sa National Human Genome Research Institute (NHGRI).
Ang mga nadiskobrehan sa proyekto sa ENCODE nagbutyag nga kadaghanan sa "dark matter " gilangkoban sa mga noncoding DNA sequence nga naglihok isip importanteng regulatory elements pinaagi sa pagpaandar ug pagpalong sa mga gene sa lain-laing klase sa mga selula ug sa lain-laing mga punto sa panahon. Ang spatial ug temporal nga mga aksyon niining mga regulatory sequence dili pa hingpit nga klaro, tungod kay ang uban niini (mga regulatory elements) nahimutang nga layo kaayo sa gene nga ilang gi-aksyonan samtang sa ubang mga kaso sila mahimong duol ra sa usag usa.
Ang komposisyon sa pipila ka mga rehiyon sa genome sa tawo nahibal-an na bisan sa wala pa ang paglusad sa Human Genome Project diin ~8% sa genome sa tawo naggikan sa mga viral genome nga nasulod sa atong DNA isip human endogenous retroviruses (HERVs) 3. Kini nga mga HERV nalambigit sa paghatag og innate immunity sa mga tawo pinaagi sa pag-arte isip regulatory elements para sa mga gene nga nagkontrol sa immune function. Ang functional significance niining 8% gipamatud-an sa mga nahibal-an sa ENCODE project nga nagsugyot nga kadaghanan sa 'dark matter functions as regulatory elements.'
Gawas pa sa mga nahibal-an sa proyekto sa ENCODE, daghang datos sa panukiduki ang magamit gikan sa miaging duha ka dekada nga nagsugyot sa usa ka posible nga papel sa regulasyon ug paglambo alang sa 'dark matter '. Gamit ang mga pagtuon sa tibuok nga asosasyon sa Genome (GWAS), nakit-an nga kadaghanan sa mga rehiyon nga wala’y coding sa DNA nalangkit sa kasagarang mga sakit ug mga kinaiya 4 ug ang mga kalainan niini nga mga rehiyon naglihok aron makontrol ang pagsugod ug kagrabe sa daghang mga komplikado nga sakit sama sa kanser, sakit sa kasingkasing, sakit sa utok, sobra nga katambok, ug uban pa 5,6 . Ang mga pagtuon sa GWAS nagpadayag usab nga kadaghanan niining mga non-coding nga mga han-ay sa DNA sa genome gi-transcribe (gi-convert ngadto sa RNA gikan sa DNA apan wala gihubad) ngadto sa mga non-coding RNA ug ang pagkabalda sa ilang regulasyon mosangpot sa lainlaing mga epekto nga hinungdan sa sakit 7. Kini nagsugyot sa abilidad sa mga non-coding RNA nga magdula og papel sa regulasyon sa pag-uswag sa sakit 8.
Dugang pa, ang uban sa dark matter nagpabilin nga non-coding DNA ug naglihok sa usa ka regulatory nga paagi isip mga enhancer. Sama sa gisugyot sa pulong, kini nga mga enhancer molihok pinaagi sa pagpausbaw (pagdugang) sa ekspresyon sa pipila ka mga protina sa selula. Gipakita kini sa usa ka bag-o nga pagtuon diin ang mga epekto sa enhancer sa usa ka non-coding nga rehiyon sa DNA naghimo sa mga pasyente nga dali nga mataptan sa komplikado nga mga sakit nga autoimmune ug alerdyi sama sa inflammatory bowel disease 9,10 , sa ingon nagdala sa pag-ila sa usa ka bag-ong potensyal nga therapeutic target alang sa pagtambal sa mga sakit nga panghubag. Ang mga enhancer sa 'dark matter' nalambigit usab sa paglambo sa utok diin ang mga pagtuon sa mga ilaga nagpakita nga ang pagtangtang niini nga mga rehiyon nagdala sa mga abnormalidad sa paglambo sa utok 11,12 . Kini nga mga pagtuon makatabang kanato nga mas masabtan ang komplikado nga mga sakit sa neurological sama sa Alzheimer's ug Parkinson's. Ang 'Dark matter' gipakita usab nga adunay papel sa paglambo sa mga kanser sa dugo 13 sama sa chronic myelocytic leukemia (CML) ug chronic lymphocytic leukemia (CLL).
Busa, ang 'dark matter' nagrepresentar sa usa ka importante nga bahin sa genome sa tawo kaysa kaniadto ug direktang nakaimpluwensya sa panglawas sa tawo pinaagi sa pagdula og regulatory role sa pag-uswag ug pagsugod sa mga sakit sa tawo sama sa gihulagway sa ibabaw.
Nagpasabot ba kini nga ang tibuok nga 'dark matter' gi-transcribe ngadto sa non-coding RNAs o nagdula og enhancer role isip non-coding DNA pinaagi sa pag-act isip regulatory elements nga nalangkit sa predisposition, onset, ug variations sa nagkalain-laing mga sakit nga gipahinabo sa mga tawo ? Ang mga pagtuon nga gihimo hangtod karon nagpakita og kusog nga preponderance alang sa mao gihapon ug ang dugang nga panukiduki sa umaabot nga mga tuig makatabang kanato sa pag-delineate sa function sa tibuok nga 'dark matter', nga mosangpot sa pag-ila sa mga bag-ong target sa paglaum nga makakita og tambal sa mga sakit nga makadaot sa tawhanong rasa.
***
mga pakisayran:
1. “Pagkompleto sa Proyekto sa Human Genome: Kanunayng Gipangutana nga mga Pangutana”. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Anaa online sa https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ Gi-access niadtong 17 Mayo 2020.
2. Smith D., 2017. Ang misteryosong 98%: Ang mga siyentista naningkamot sa pagbutyag sa 'ngitngit nga genome'. Anaa online sa https://phys.org/news/2017-02-mysterious-scientists-dark-genome.html Gi-access niadtong 17 Mayo 2020.
3. Soni R., 2020. Mga Tawo ug mga Virus: Usa ka Mubo nga Kasaysayan sa Ilang Komplikado nga Relasyon ug mga Implikasyon alang sa COVID-19. Scientific European Gi-post niadtong 08 Mayo 2020. Anaa online sa http://scientificeuropean.co.uk/humans-and-viruses-a-brief-history-of-their-complex-relationship-and-implications-for-COVID-19 Gi-access niadtong 18 Mayo 2020.
4. Maurano MT, Humbert R, Rynes E, et al. Sistematikong lokalisasyon sa komon nga pagkalainlain nga may kalabutan sa sakit sa regulatory DNA. Science. 2012 Sep 7;337(6099):1190-5. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1222794
5. Usa ka Katalogo sa Gipatik nga mga Pagtuon sa Asosasyon sa Tibuok Genome. http://www.genome.gov/gwastudies.
6. Hindorff LA, Sethupathy P, et al 2009. Potensyal nga etiolohikanhon ug magamit nga mga implikasyon sa genome-wide association loci para sa mga sakit ug kinaiya sa tawo. Proc Natl Acad Sci US A. 2009, 106: 9362-9367. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0903103106
7. St. Laurent G, Vyatkin Y, ug Kapranov P. Ang dark matter RNA nagdan-ag sa puzzle sa genome-wide association studies. BMC Med 12, 97 (2014). DOI: https://doi.org/10.1186/1741-7015-12-97
8. Martin L, Chang HY. Pagbutyag sa papel sa genomic nga "dark matter" sa sakit sa tawo. J Clin Invest. 2012; 122(5) :1589-1595. https://doi.org/10.1172/JCI60020
9. Ang Babraham Institute 2020. Pagbutyag kon giunsa pag-apekto sa mga rehiyon sa 'dark matter' sa genome ang mga sakit nga panghubag. Gi-post niadtong Mayo 13, 2020. Anaa online sa https://www.babraham.ac.uk/news/2020/05/uncovering-how-dark-matter-regions-genome-affect-inflammatory-diseases Gi-access niadtong Mayo 14, 2020.
10. Nasrallah, R., Imianowski, CJ, Bossini-Castillo, L. et al. 2020. Usa ka distal enhancer nga naa sa peligro nga locus 11q13.5 nagpasiugda sa pagpugong sa colitis sa mga selula sa Treg. Nature (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2296-7
11. Dickel, DE et al. 2018. Gikinahanglan ang mga ultra conserved enhancer para sa normal nga paglambo. Cell 172, Isyu 3, P491-499.E15, Enero 25, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.017
12. Ang 'Dark matter' nga DNA nakaimpluwensya sa paglambo sa utok DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-018-00920-x
13. Mga butang sa dark-matter: Pag-ila sa dili kaayo klaro nga mga kanser sa dugo gamit ang pinakangitngit nga DNA DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007332
***
