14 Nisan 2003’te bilim adamları ilan edildi tarihteki en dikkate değer başarılardan birinin sonu: bir insan genomunun ilk (neredeyse) tam dizilimi. Bu, dünya çapında binlerce bilim insanının dahil olduğu on yılı aşkın bir çabanın doruk noktasıydı. Pek çok insan, başarının dünyayı daha iyiye doğru değiştireceğini umuyordu.
Bu tarihi olayın 20. yıl dönümü için geriye dönüp bir göz attık. İnsan Genomu Projesi ve etkisi. Bilimin ilerlemesini nasıl şekillendirdi? O zamandan beri beklenen hedeflerden kaç tanesine ulaşıldı? Ve genetik çalışmaları için ileride ne var?
Bir genom, bir organizmayı oluşturan tüm genetik bilgi kümesidir. Bu bilgi, insanda bulunan ve gen dediğimiz DNA dizileri halinde paketlenmiştir.NS 23 çift kromozom boyunca dağılmıştır. Bu genlerin sadece küçük bir kısmı, yaşam için gerekli olan birçok proteini kodlama talimatlarını içerir, ancak geri kalanın çoğunun, işleyişimiz için hala önemli olduğu düşünülmektedir. Bilim adamlarının sonunda onaylayacağı gibi, insan genomunun bir kopyası yaklaşık 3 milyar baz DNA çiftine sahiptir. Tüm bunların haritasını çıkarmak için gereken çabanın büyüklüğü, özellikle projede yer alan araştırmacıların gözünden kaçmadı.müttefik onlarca yıl önce mevcut olan teknoloji göz önüne alındığında.
“İnsanların öne sürdüğü pek çok benzetme var – bizim Lewis ve Clark olmamız gibi. Projede yer alan en büyük kurumlardan biri olan Teksas’taki Baylor Tıp Fakültesi İnsan Genomu Dizileme Merkezi’nin kurucusu ve yöneticisi Richard Gibbs, “Aslında bir haritamız yoktu” dedi.
Gibbs ve birçok meslektaşı taviz vermeleri gerektiğini biliyorlardı. Projenin resmi olarak başladığı 1990 yılından bu yana dizileme teknolojisindeki gelişmelere rağmen, mevcut araçlarıyla her boşluğu dolduramadılar. Ve ilk insan genomu, tek bir kişinin değil, ABD’deki birkaç kan bağışçısının bileşimiydi. Yol boyunca, özel şirket Celera devreye girdi ve kendi tekniklerini kullanarak ayrı bir genom projesini daha da hızlı tamamlayacağına söz verdi. Nihayetinde, her iki grup da, Celera’ya rağmen, 2000 yılında yayınlanan ilk taslak sekanslarla, yaklaşık aynı zamanda programın ilerisinde bitirdi. ilan edildi başarısı birkaç ay önce.
Kazanan ne olursa olsun, bu başarı kesinlikle genetik araştırmalarında yeni bir çağ açtı; 2003’ten bu yana hız ve verimlilikte büyük sıçramalar yaşandı.
“Bence son 20 yıldaki en önemli başarı, yeni nesil dizilemenin ortaya çıkışı oldu. Dizilemeyi çok daha hızlı ve ucuza yapabilmeniz için büyük ölçüde paralel bir şekilde gerçekleştirme yeteneği,” dedi. Genom Projesi. “Ve bu, bu verileri gerçekten alıp büyük ölçekte analiz edebilmek için hesaplama becerilerimizdeki ilgili tüm ilerlemelerle birlikte geldi.”
Orijinal proje 2,7 milyar dolara mal oldu ve genomun çoğu iki yıllık bir süre boyunca haritalandı. Günümüzde, bir genomu sıralamak için mevcut hız rekoru yaklaşık beş saat (gerçi genellikle haftalar sürer) ve geçtiğimiz sonbaharda Illumina şirketi açıkladı Son zamanlarda tipik olan 600 $ ‘lık maliyetten, dizi başına 200 $’ a mal olacağını iddia ettiği bir makine.
Greg Findlay liderlik ediyor Genom Fonksiyon Laboratuvarı İngiltere’deki Francis Crick Enstitüsü’nde. Ekibi, dünyanın dört bir yanındaki orijinal projenin çalışmasını temel alan birçok ekipten biridir. Şu anda tümör baskılayıcı genlerdeki belirli varyantların kanser riskimizi nasıl artırabileceğini belirlemeye ve anlamaya çalışıyorlar.
“Öyleyse laboratuvarımın yapmaya çalıştığı şey, aslında varyantların genoma ne yaptığını anlamak. Yani, tam olarak hangi varyantların hastalığa neden olduğunu ve neden hastalığa neden olduklarını bilmek istiyoruz. Şu anda kansere yol açan belirli genetik değişikliklere odaklandık ve bence bu özel alanda İnsan Genomu Projesi gerçekten devrim yarattı” dedi Findlay. “Artık hücrelerin kansere dönüşebileceği birçok farklı genetik yol olduğunu biliyoruz. Ve bunu biliyoruz, çünkü kanserin oluşumuna gerçekten yol açan mutasyonların neler olduğunu görmek için tüm farklı kanser türlerinde pek çok farklı tümördeki DNA’yı tekrar tekrar sıralayabildik.”
Belki de aynı derecede önemli olan, projenin bilimsel işbirliği üzerindeki etkisiydi. Çaba doğrudan yol açtı uluslararası bir anlaşma DNA dizilerine açık erişim sağlamak anlamına geliyordu. Gibbs’e göre, büyük bilim insanlarının birlikte çalışmasıyla büyük şeylerin mümkün olabileceğini de açıkça ortaya koydu.
“İnsanların biyolojinin yapılabileceğini düşünme biçimini değiştirdi” dedi. “Daha önce olmayan bir ekip bilimi modeli oluşturdu.”
Ancak o zaman bile, proje bilerek bazı şeyleri yarım bırakmıştı. 2003 yılına kadar genomun kabaca %92’sinin haritasını çıkardılar, ancak neredeyse 20 yıl daha diğer bilim adamlarının kalan %8’in izini sürmesi için. Genomumuzdaki bu kayıp “karanlık madde” çok iyi olabilir. yeni ipuçları sağlamak insanların nasıl evrimleştiği veya çeşitli hastalıklara karşı duyarlılığımız hakkında.
Projenin sona ermesinden bu yana toplanan ve analiz edilen genetik bilgilerin çoğu, beyaz ve Avrupalı popülasyonlardan alınmıştır; bu, genetiğin herkesin sağlığı üzerindeki etkisini gerçekten anlama yeteneğimizi engelleyen bir eşitsizliktir. Ancak bugün bilim adamları, aşağıdaki gibi girişimler yoluyla bu boşluğu kapatmak için çalışıyorlar: İnsan Pangenomu ProjesiDünya çapındaki insan çeşitliliğinin genişliğini temsil etmeyi amaçlayan 300’den fazla insanın tüm genomlarını sıralayacak ve kullanıma sunacak.
“Dünyadaki tüm popülasyonlarda var olan genetik çeşitlilik var. Ve eğer sadece dünya nüfusunun bir şeridinden varyasyonları kullanırsanız ve bunu diğer herkese uygulamaya çalışırsanız, bu pek işe yaramaz, çünkü hepimizin farklı geçmişleri vardır,” dedi Lucinda Antonacci-Fulton. Louis’s McDonnell Genom Enstitüsü’ndeki Washington Üniversitesi’nde projenin koordinatörleri ve proje geliştirme ve yeni girişimler direktörü. “Yani ne kadar kapsayıcı olursanız, kliniğe getirmek istediğiniz tedaviler açısından o kadar iyi durumda olursunuz.”
Genetik araştırma ne kadar önemli olsa da, İnsan Genomu Projesi’nin ateşlediği bazı beklentiler muhtemelen çok abartılıydı. Örneğin 2000 yılında Başkan Bill Clinton talep edildi projenin “insan hastalıklarının tümü olmasa da çoğunun teşhis, önleme ve tedavisinde devrim yaratacağını” söyledi. Biz ise keşfetmeye devam et Belirli bir hastalık veya özellik geliştirme ihtimalini güçlü bir şekilde tahmin eden yeni gen varyantları hakkında hâlâ karanlıkta olduğumuz sayısız başka varyant var. Başka yerlerde, genomumuzun neden hastalandığımızda veya belirli bir şekilde bir şey yaşadığımızda genellikle sadece küçük veya ihmal edilebilir bir rol oynadığı açık hale geldi. Bu nedenle, proje dünyanın bazı gizemlerini çözmeye yardımcı olsa da, neden böyle olduğumuza dair çok daha fazla soru var ve genlerimiz muhtemelen bunların çoğuna düzgün bir yanıt vermeyecek.
“Sanırım, bazen, insan genomu tamamlandığı için, onu bir tür deterministik yanıt için okuyabileceğiniz fikriyle aşırı satış yapılıyor – hastalık için gen bulmanın düşmek gibi olduğu yer. bir günlük, ”diyor Gabriel. “Fakat genellikle insan hastalıkları, özellikle de bizi en çok etkileyen hastalıklar, bunlar basit genetik hastalıklar değil. Onlar çok faktörlü. Bunlar genlerinizin, davranışlarınızın, çevreye maruz kalmanızın ve bazen sadece kötü şansın kombinasyonlarıdır.”
Bunların hiçbiri genetiğin potansiyelini küçümsemek değildir. Almanya’daki Max Planck Moleküler Genetik Enstitüsü’nün eski direktörü Hans Lehrach, İnsan Genomu Projesi’ne katılan ilk araştırmacılardan biriydi. Aynı zamanda, bir gün bir kişinin genomunu ucuza ve kolayca tarayabileceğimize ve bu bilginin, moleküler yapımızın diğer yönleriyle birlikte, belirli ilaçları veya ilaçları yönlendirmeye yardımcı olacağına inanan birçok bilim adamından biridir. doktorların yazdığı müdahaleler – kişiselleştirilmiş tıp olarak bilinen bir kavram. Özellikle, bazı kanserlerin tedavisi zaten büyümelerinin altında yatan değişkenlerden etkileniyor. Hatta bazı uzmanlar, yaygın tüm genom dizilemesinin başlaması gerektiğini savunuyor. doğum kadar erkenve zaten var küçük ölçekli programlar ABD, Birleşik Krallık ve başka yerlerde potansiyel faydalarını ve risklerini test ediyor.
“Genomunuzu bilmemek, bir otobüsün geldiğini görmek istemediğiniz için gözlerinizi kapatarak karşıdan karşıya geçmeye benzer. Lehrach, genomlarımızı sıralamazsak, otobüsler yine de gelmeye devam ediyor;
İnsan Genomu Projesi bilimsel manzarayı gerçekten değiştirdi, ancak bunun mümkün olduğunu görmenin henüz çok başındayız.