Строго говоря, на сегодняшний момент отсеквенирован не весь геном, а лишь 60% от общего числа нуклеотидов, и пока в расшифрованной последовательности остается довольно много пропусков.

Но даже такой незавершенный результат, по словам ученых, уже позволяет осуществлять самые разные исследования. По словам Стивена О’Брайена (Stephen O’Brien), сотрудника Национального института рака США (NCI), использованная в данной работе стратегия позволит в будущем быстрее и эффективнее секвенировать геномы других организмов, необходимые для работы многих научных коллективов. «Это как схема, из которой ясно, что стоит предпринять для того, чтобы секвенировать, скажем, африканского трубкозуба», — говорит О’Брайен [1].

Результаты, полученные в ходе реализации проекта «Геном кошки» должны помочь в обнаружении новых генов, определяющих разные признаки кошек, а также влияющих на возникновения всевозможных заболеваний. Так, группе О’Брайена, используя результаты секвенирования кошачьего генома, удалось обнаружить мутацию, ставшую причиной того, что Циннамон ослепла, еще будучи котенком [2]. Эта мутация вызывает наследственное заболевание, которому часто подвержены кошки данной породы — пигментный ретинит.

Куски головоломки

В ходе работы исследователи сначала использовали стандартную технологию, которая подразумевает разделение протяженной геномной ДНК на сравнительно небольшие участки, последовательность которых определяется автоматическим секвенированием.

Для того, чтобы ничего не пропустить, обычно прочитывается избыточное количество таких фрагментов. Например, суммарная длина секвенированных кусочков ДНК человека примерно в 7 раз превышала длину всего человеческого генома.

Следующая трудность заключается в том, чтобы собрать куски с уже определенной последовательностью воедино. Это можно проделать, обнаружив места перекрывания отсеквенированных участков друг с другом, а потом расставить их в нужном порядке. Достаточно трудоемкая и нетривиальная задача. Однако О’Брайену и его коллеге Джоан Понтиус (Joan Pontius) удалось найти способ её облегчить.

Они решили, что гораздо проще будет сопоставить прочитанные ими короткие последовательности ДНК кошки с похожими последовательностями ДНК собак и человека, для которых известно местоположение в геноме. Эта технология позволила быстро и эффективно собрать из отдельных кусков практически всю головоломку.

Несовершенство методики

«В результате получилась не вполне совершенная картина, но это лучшее, на что можно было расчитывать при таком неполном секвенировании, — говорит О’Брайен. — Там будет некоторое количество ошибок, но, вероятно, мы ошибемся не более чем в одном проценте случаев».

Коллектив идентифицировал порядка 20 тысяч генов и картировал около 327 тысяч однонуклеотидных замен, которыми могут отличаться конкретные представители вида. Их результаты находятся в свободном доступе на сайте проекта под названием Garfield.

Полученные данные могут быть очень полезны, ведь кошки используются в качестве модельного объекта для изучения расстройств зрения, синдрома иммунодефицита и разных других состояний. «Буквально на днях мне удалось обнаружить в базе данных необходимый мне ген», — говорит Кэтрин Мэурс (Kathryn Meurs), ветеринар из Вашингтонского университета, изучающая гены, связанные с кардиомиопатиями — нарушениями работы сердца, происходящими как у кошек, так и у людей. По ее словам, месяц назад, ей потребовалось бы несколько недель напряженной лабораторной работы для того, чтобы найти эквивалент интересующего ее человеческого гена в геноме у кошки. И при этом не было бы гарантии, что это ей удастся.

Перспективы

В 2005 году Национальным институтом здоровья США было объявлено о том, что планируется секвенирование геномов 26 млекопитающих с использованием технологии, которая сейчас успешно испытана на геноме кошки. Среди планируемых объектов исследования слоны, дельфины и многие другие животные.

Реализация этих планов на подходе. Однако некоторые ученые утверждают, что с удешевлением методики секвенирования не будет нужды в таком частичном прочтении последовательнстей. «Это напоминает чтение книги, в которой вы прочитываете лишь половину каждого предложения», — говорит Стивен Зальцберг (Steven Salzberg) — биоинформатик из университета в Мэриленде. Он поддерживает публикацию черновых результатов, но с условием, что в каждом случае работа над получением более подробных данных должна продолжаться.

Литература

1. Ewen Callaway. (2007). Cat joins the genome club. Nature;
2. J. U. Pontius, S. J. O'Brien. (2007). Genome Annotation Resource Fields GARFIELD: A Genome Browser for Felis catus. Journal of Heredity. 98, 386-389.