Labas rytas, Lietuva | Atradimai genomo redagavimo srityje
Turinys:
Žmogaus genomo projektas, kuris prasidėjo 1990 m Homo sapiens „Sėkmingas bandymas išsiaiškinti visą mūsų rūšies DNR. Jis sukūrė žmogaus genomą, smulkiai poliruotą žmogaus DNR kolekciją, kuri yra labai svarbi genetikos tyrimų ir genetikos tyrimų paslaugoms visame pasaulyje. Dviejuose Johno Hopkinso universiteto tyrinėtojuose aptikta, kad pamatinis genomas trūksta gabalo ar dviejų šulinių, 296,485,284 bazinės poros DNR.
Etaloninis genomas yra esminis žmogaus genetinės medžiagos žemėlapis, naudojamas kaip palyginimo pagrindas. Kai sekame savo DNR, kad galėtume susipažinti su sveikata, šeimos istorija ir būsima ligų rizika, mes suskirstome seką į daugybę mažų gabalų ir palyginame jo dalis su etaloniniu genomu, ieškodami sričių, kuriose skiriasi. Pagrindinė problema, kurią mokslininkai rašo neseniai paskelbtame dokumente Gamtos genetika, yra tai, kad etaloninis genomas daugiausia grindžiamas vienu asmeniu. Atsižvelgiant į daugybę genetinių skirtumų tarp šiandien gyvenančių 7,7 mlrd. Žmonių, akivaizdu, kad tai nėra idealus.
Informatikos ir biostatikos profesorius Steven Salzberg, Ph.D., ir Rachel Sherman, Ph.D. Kreipkitės į tai, kad šis vienintelis etaloninis genomas neužfiksuotų žmogaus genetikos įvairovės. Kai kurios populiacijos skiriasi per daug iš šio etaloninio genomo. Jų atveju jie nurodo 910 asmenų genomus, esančius dvidešimt skirtingose šalyse, visos Afrikos kilmės.
Šių asmenų DNR grupė nustatė 300 mln. Bendrų DNR vienetų, kurie nėra mūsų „referenciniame“ genome. Jei mes nepaisome šios daug medžiagos, sakome Salzberg, neišvengiamai praleisime svarbiausias įžvalgas apie konkrečių gyventojų grupių sveikatą ir istoriją. Jie taip pat yra žmogiški, todėl jie neturėtų būti atstovaujami „žmogaus“ etaloniniame genome?
„Šie regionai yra iš esmės nematomi genetikos bendruomenei, kol neturime etaloninio genomo, apimančio tuos regionus“, - sako Salzbergas Inversinis.
Problema su etaloniniu genomu.
Per daugelį metų nuolat dirbome su etaloniniu genomu. Tačiau naujausia analizė rodo, kad beveik septyniasdešimt procentų jo medžiaga buvo surinkti iš vieno Afrikos-Amerikos individo, kuris vadinamas tik RPCI-11, paaiškina Zalcburgas.
Tai reiškia, kad kai mokslininkai atlieka genetinę analizę, kad nustatytų skirtingų populiacijų skirtumus iš viso pasaulio, dažniausiai jie lygina šiuos genomus su genetine medžiaga iš daugiausia vieno asmens. Tai verčia mus dažnai ignoruoti medžiagą, kuri gali būti pernelyg skirtinga nuo šios nuorodos, sako Shermanas. Ji juos vadina „trūkstamais gabalais“.
„Kai susikursite dalykus, bus vienetų, kurie visai nesutampa, nes jie yra per daug skirtingi, kad atitiktų ką nors iš referencinio genomo“. „Tada jūs ignoruojate visus dalykus, kurie nėra tinkami, ar ne verta ieškoti, kai galbūt tai yra labiausiai įdomūs gabalai, nes jie labiausiai skiriasi nuo referencinio genomo.“
Tyrime Shermanas ir Salzbergas paėmė didelius šios „skirtingos“ medžiagos gabalus (apie 1000 bazinių porų) ir bandė nustatyti, ar jie tik atspindėjo atsitiktines sekos klaidų eilutes, ar tikrai turėjo naudingos informacijos apie neištirtą žmogaus DNR.
Grupė priėjo prie išvados, kad ši „nauja“ DNR yra pakankamai aukštos kokybės, kad būtų galima pareikšti antrą leidimą, nors jie nežino, kokia reikšmė žmogaus organizmui gali būti dar.
Kokios yra pasekmės?
Iki šiol, Shermanas sako, mes tikrai nežinome, ką mes trūkstame, ignoruodami DNR, kuri nėra atstovaujama etaloniniame genome. Bet kas žino, ką galime rasti ten, jei pažvelgsime?
„Salzberg“ siūlo įsivaizduoti išgalvotą populiaciją, kuri turi papildomą chromosomą - 24, o ne įprastą 23 kiekvienoje ląstelėje. Nieko, kad papildoma chromosoma iš šios populiacijos būtų susieta su etaloniniu genomu. Galbūt ji sako, kad kažkur ant šios paslėptos chromosomos yra priežastis, kodėl išgalvotas gyventojas linkęs įgyti tam tikrą ligą - ir kodėl visame pasaulyje nėra. Bet kadangi mes neturime tinkamos nuorodos, kad ją palygintume, mes niekada nežinome, kad tai yra.
Originalus skelbimas, kuris atnešė donorų Žmogaus genomo projektui (Buffalo News, 3/23/1997), h / t Pieter de Jong, kuris įkėlė skelbimą pic.twitter.com/gNB7mMv3Yu
- Jay Shendure (@JShendure) 2017 m. Spalio 28 d
„Jei vieną kartą per tą laiką chromosomoje atsirado mutacijų, kurios sukėlė problemų, niekada negalėsite jų ištirti“, - sako Salzbergas. „Niekada negalėsite jų stebėti, jei pasikliaujate tik šiuo etaloniniu genomu.“
Būkime aiškūs: šis tyrimas nesuteikia įrodymų apie kai kurias neatrastas chromosomas. Tačiau tai rodo, kad mes tikriausiai trūkstame daug, kai naudojame vieną referencinį genomą iš asmens, vadinamo RPCI-11, kaip pagrindą visoms mūsų analizėms apie mūsų visų rūšių DNR.
Kaip mes galime tai išspręsti?
Užuot siekęs vieno universalaus etaloninio genomo, komanda teigia, kad turėtume turėti krūva etaloninių genomų - galbūt kiekvienos populiacijos populiacija.
„Tai, ką mes čia raginame, yra tai, kad kiekvienam gyventojui tikrai reikia kurti etaloninius genomus“, - sako Shermanas. „Jei šioje populiacijoje nėra daug DNR, šis modelis turi keistis“.
Kai kurios šalys prisiėmė bent jau bandymą sukurti savo etaloninius genomus. Pavyzdžiui, Danija rengia genetinę medžiagą iš 150 danų, siekdama sukurti tikrą „Danijos“ etaloninį genomą. 2016 m. Popierius Gamta apibūdina bandymą surinkti nuorodą Korėjos asmenims, nors šis dokumentas taip pat apibūdina tik vieno asmens tyrimus. Tačiau kiti projektai, tokie kaip 1000 genomų projektas, taip pat bando pradėti šį procesą, tačiau daug darbo yra sukurti pagrindinę medžiagą, kuri būtų poliruota kaip dabartinė versija, žinoma kaip GRCh38.
„Jūs turite padaryti daugiau nei tiesiog eiti ir sekti kitą asmenį iš kito gyventojų, kad sukurtumėte pamatinį genomą“, - priduria jis. „Turite padaryti gana daug daugiau.“
Ne tai, kad mokslininkai nežino, kad mums reikia daugiau etaloninių genomų. Salzberg tikisi, kad dabar jų bus daugiau ir kad jie bent jau būtų plačiai naudojami kaip standartiniai etaloniniai genomai. Straipsnyje apgailestaujama, kad nė vienas iš šių bandymų nepasiekė to paties statuso ir kaip ir GRCh38 - nors tai yra Danijos projekto tikslas.
Pirmyn, Shermanas ir Salzbergas paima save, kad šis projektas būtų pradėtas, kuriant keletą papildomų nuorodų genomų, kuriuos jie tikisi išleisti per vienerius ar dvejus metus. Jie nori pradėti kurti etaloninių genomų biblioteką, kuri padėtų žmonėms gauti kuo daugiau informacijos apie savo genetinę medžiagą, nesvarbu, kokia ji yra.
„Ką mes tikrai turime turėti šimtai etaloninių genomų“, - priduria jis. „Tai atsitiks vieną dieną.“
Paslaptis dėl žmogaus genomo tyrimų yra blogas mokslininkų ieškojimas
Mokslas, geriausiu atveju, nėra dalykas, o procesas, laipsniškas įrodymų, siekiančių tiesos, kaupimas. Žurnalistika, geriausia, yra ir tiesos ieškojimas. Vis dėlto šios dvi disciplinos dažnai atsitinka. Mokslininkų nepasitikėjimas žurnalistais šią savaitę pasiekė aukštą vandens ženklą, kai dalyvavo ...
„Žmogaus jutimo sistema yra labai išvystyta ir labai sudėtinga. Mūsų pirštų sąnariuose yra daug įvairių receptorių, kurių tankis yra labai didelis, ir įterpti į odą “, - aiškina„ ETH Zurich “pažangiosios interaktyviosios technologijos laboratorijos vadovas Otmaras Hilligesas. „Realaus grįžtamojo ryšio teikimas, kai sąveikauja su virtualiais objektais, yra labai sudėtinga problema ir šiuo metu yra neišspręsta“.
Mokslininkai teigia, kad jų planas yra iš anksto suplanuoti techniką, kad sukurtų visą kūno kostiumą. Jei jų planas išnyks, netrukus galėsite ne tik nuvilti per virtualius pasaulius, bet galėsite pajusti vėją ant veido ar pasirinkti gėles, kurias matote pakeliui.
„Ne daugiau tėvų“ ir „žaisti Dievą“ sintetinis žmogaus genomo projektas po ugnimi
Po slapto susitikimo genomikos tyrinėtojai patenka į savo pačių skonį, kad aptartų viso žmogaus genomo sintezavimo tikslą per dešimtmetį. „Mes sąmoningai nešaukėme žiniasklaidos, nes norime, kad visi kalbėtų laisvai ir atvirai, nesirūpindami, kad jie būtų klaidingi ar neteisingai interpretuojami ...