Teadusajakiri Nature Methods valis 2022. aasta meetodiks genoomi järjestamise pikkade lugemite abil

Bioteaduste meetoditele keskendunud ajakiri Nature Methods nimetas 2022. aastal genoomi järjestamise pikkade lugemite abil (ingl long-read sequencing) aasta meetodiks, sest see on hea näide selle kohta, milline on kolmanda põlvkonna tehnoloogia potentsiaal teaduse ja tervishoiu edendamisel.

Tehnoloogia võimaldab kvaliteetsete genoomide sekveneerimist ka teistel liikidel ja viia ellu geenide ekspressioonimustritel põhinevaid (transkriptoomide ja epigenoomide) uudseid uuringuid. Praktikas tähendab see seda, et saame enneolematus ulatuses uurida üksikute isendite genoomseid erinevusi, täielikke mRNA molekule ja DNA järjestuse metülatsioone, mis teadaolevalt mõjutavad geenide avaldumist inimese arengu- ja eluetappides ja/või haigusseisundite puhul ning on olulised näiteks vähi korral.

Nende tehnoloogiate kasutamine ei piirdu vaid üksikute genoomide ja nende omadustega. Teadlased taipasid alles hiljuti, kui oluline roll on mikrobioomil inimestele nende tervise heaks ja haiguste korral ning milline on mõju keskkonnas taimedele ja loomadele. Meetodid sobivad nendekski uuringuteks väga hästi. Nende tehnoloogiate kõige uuemad versioonid võimaldavad järjestada DNA fragmente keskmise pikkusega 20 000 aluspaari üle 99,9-protsendilise täpsusega (PacBio HiFi SMRT sekveneerimine) ja isegi pikemaid fragmente keskmise lugemi pikkusega 100 000 aluspaari täpsusega kuni 99 protsenti (Oxford Nanopore sekveneerimine). Need on oluliselt pikemad võrreldes teise põlvkonna tehnoloogiaga (ingl nn short-read sequencing), mille lugemi pikkus on keskmiselt 200 aluspaari.

Kuigi ettevõtted on turul konkurendid, näitab praktika, nagu ka uue telomeerist telomeerini inimgenoomi puhul, et mõlemal on oma tugevused ja rakendusvõimalused. Sageli saadakse parimad tulemused mõlemat kombineerides. Tehnoloogiaid täiustatakse ja arendatakse pidevalt. Nagu uute tehnoloogiate puhul ikka, on ka pika lugemi järjestuse korral vaja uusi andmeanalüüsi meetodeid.

Viimastel aastatel on bioinformaatika meetodite väljatöötamisel toimunud tohutu areng, ja see jätkub. Pikad lugemid on seadnud andmeanalüüsi kogukonnale täiesti uued proovikivid, seetõttu on arenenud statistilised meetodid ja masinõpe muutunud üha kasulikumaks ja tavalisemaks ka bioloogiliste andmete analüüsis. Kuid nagu iga uue meetodiga, on siingi veel palju areneda. Veelgi pikemate ja täpsemate lugemite jaoks on vaja üha uusi arendusi, kuid veelgi olulisem on muuta meetodid kulutõhusamaks – nii on rohkem kasutusvõimalusi nii teadustöös kui ka tervishoius.

Refereeris Olli-Pekka Smolander, TAI personaalmeditsiini nõunik

Allikas: Method of the Year 2022: long-read sequencing. Nat Methods 20, 1 (2023). doi: 10.1038/s41592-022-01759-x