Novi rezultati mijenjaju dosadašnje spoznaje o evoluciji ovih dijelova genome te otvaraju nove mogućnosti za razumijevanje njihovog utjecaja na gene te tako i mogućih uzroka nastanka nekih genetskih bolesti. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Genome Research u jednom od najutjecajnijih u području temeljnih istraživanja funkcije, evolucije i biologije genoma te njihovu moguću primjenu u biomedicini. 

Zadnjih 20 godina u novoj eri sekvenciranja genoma, do danas je sekvencirano i sklopljeno na tisuće biljnih i životinjskih genoma korištenjem tehnologije sekvenciranja kratkih fragmenata što je omogućilo znanstvenicima bogatu platformu za razne analize genoma. Najveći nedostatak ovih genoma, uključujući i ljudski, bio je njegova necjelovitost. Naime, ogroman dio skoro svih genoma sadržava ponavljajuće, nekodirajuće DNA koje su skoro u potpunosti nedostajale u ovim genomskim sklopovima. Samim time je taj dio ostao nedohvatljiv za istraživanja na globalnoj genomskoj razini, a i cjelovita slika genoma je bila manjkava. Svjetla točka na obzoru se pojavila kada se počela razvijati nova metoda sekvenciranja dugih fragmenata DNA i to posebice Nanopore koji je imao potencijal da premosti iznimno duge regije genoma pa i visoko-repetitivne nekodirajuće i uklopiti ih u genomski sklop.

''U vrijeme kada smo predlagali projekt za HRZZ, 2019. godine, čiji cilj su bile globalne analize visokorepetitivne nekodirajuće DNA, odlučili smo uključiti  Nanopore tehnologiju sekvenciranja kako bi kompletirali genom kojeg smo planirali istraživati. Međutim, Nanopore je tada imao još puno manjkavosti, ponajviše velike greške u očitavanju sekvence. Kako se radilo o obećavajućoj tehnologiji, strelovito su se performanse poboljšavale i to samih ćelija s porama za DNA, ali i informatičke platforme za analizu čineći Nanopore sve točnijim u  dešifriranju DNA,'' objašnjava dr. sc. Nevenka Meštrović, voditeljica istraživanja.

Potvrda moćnosti ove tehnologije se posebno dokazala u nedavnom objavljivanju napokon „pročitanog“ kompletnog humanog genoma. Naime nakon 20 godina od prvog objavljivanja humanog genoma koji je bio ''nedovršen'' jer su mu nedostajale uglavnom visokorepetitivne nekodirajuće DNA  ovom tehnologijom je napokon dovršen i objavljen 2022. u časopisu Nature. Iste godine Nanopore tehnologija je proglašena tehnologijom godine.

''U sjeni svih ovih događanja mi smo u našem Laboratoriju uveli Nanopore, prilagodili sekvenciranje našem model organizmu i razvili prateće bioinformatičke programe te uspjeli poboljšati genomski sklop koji je uključivao i visoko-repetitivne nekodirajuće DNA na kojima smo fokusirali naše analize'', ističe dr. sc. Nevenka Meštrović.

''Prve prepreke koje smo morali savladati su bile prilagođavanje protokola za izolaciju visokomolekularne genomske DNA vrste kukca Tribolium iznimno bogate ponavljajućim sekvencama  te dobivanje dovoljne količine kvalitetnih podataka, što je bilo preduvjet za daljnji uvid u  genom i nekodirajučih satelitnih DNA. Samo sklapanje genoma je iziskivalo upotrebu raznih algoritama te višekratnu  validaciju dobivenih rezultata uz velike komputacijske resurse. Koristeći dostupne ali i razvijajući potpuno nove bioinformatičke pristupe, uspjeli smo identificirati strukturalne promjene i obrasce širenja satelitnih DNA, čime smo postavili temelje i za buduća istraživanja,'' kažu prvi autori ovog rada doktorand Marin Volarić i dr. sc. Evelin Despot-Slade.

''Prva važna 'posljedica' našeg rada je generiranje genomskog sklopa sa regijama koje su prije nedostajale, tako da će ovako cijelovitiji genom ove vrste biti važna za širu znanstvenu zajednicu za daljnje analize. Drugo, naši rezultati koji su bili usredotočeni na analize satelitnih DNA, nejnedostupnijih sekvenci u genomu, pokazale su da se  ove regije nalaze okružene genima. U suprotnosti s prijašnjom hipotezom koja je smatrala da bi postojanje ovakvih regija blizu gena, koje su sklone rearanžmanima, stvorilo potencijalno opasan okoliš za gene. Međutim prema našim rezultatima, očito geni ''toleriraju'' ove regije u svojoj blizini, ili da budem još ortodoksnija možda ih čak i trebaju u svojoj blizini. Treći važan zaključak, a koji je vezan za njihovu evoluciju i širenje po genomu, je da na evolucijskoj i vremenskoj skali genoma ove sekvence se rađaju i šire kroz opetovane 'eksplozije' što ukazuje na potencijalne vanjske faktore kao okidače,'' ističe dr. Meštrović

Zaključno, ovaj novi iskorak u tehnologiji sekvenciranja i bioinformatičkim platformama nas uvodi u  renesansno doba za nekodirajuće DNA, koje će voditi do cjelovitog poimanja genoma te u potpunosti rasvjetljavanje uloge nekodirajućih sekvenci i vjerojatno otkriti sasvim druga ''pravila ponašanja'' od onih poznatih koja oblikuju genom.

Istraživanje je financirano u okviru HRZZ projekta (Epi)genomics and transcriptomics of euchromatic satellite DNAs in embryogenesis and development" IP-2019-04-4910 kojeg vodi dr. N. Meštrović.