211service.com
Cilvēka genoma nākotne
2003. gadā, tikai divus gadus pēc cilvēka genoma projekta oficiālās publicēšanas, Nacionālais cilvēka genoma pētniecības institūts (NHGRI) izklāstīja savus plānus šī daudzsološā jaunā zinātniskā resursa izpētei. Pēc gandrīz 1000 sekvencētiem genomiem institūts ir izstrādājis jaunu redzējumu, kas šodien publicēts žurnālā Daba, cilvēka genoma izpētei.
Ēriks Grīns, Nacionālā cilvēka genoma pētniecības institūta direktors.
Ēriks Grīns, NHGRI direktors, saka, ka šis plāns ir daudz konkrētāks nekā iepriekšējais. Tajā ir noteiktas konkrētas pētniecības darbības jomas, tostarp izpratne par genomu, kā tas darbojas un kā mēs varam izmantot šīs zināšanas, lai veicinātu medicīnas zinātni un praksi. Zaļais sarunājas ar BĒRNI par to, ko viņš cer sagaidīt nākamajās desmitgadēs, un par galvenajiem šķēršļiem, lai tur nokļūtu.
TR: Ir pagājuši desmit gadi kopš cilvēka genoma publicēšanas. Ko mēs varam sagaidīt nākamo 10 gadu laikā?
Zaļš: Grafiks joprojām ir atvērts, taču mēs varam iedomāties, ka mēs sāksim redzēt iespaidīgus sasniegumus mūsu izpratnē par to, kā darbojas genoms, kā darbojas slimības un kā genoma izmaiņas ir saistītas ar slimībām. Bet patiesi mainīt medicīnu prasīs vairāk nekā 10 gadus.
Ko jūs domājat ar to, kā darbojas genoms?
Kāda ir genoma funkcionālā elektroinstalācija? Lielākoties mēs zinām visus gēnus. Bet mēs tik tikko esam saskrāpējuši virsmu, izprotot divas trešdaļas elementu, kas nav gēni. Mums tie jākataloģizē un jāsaprot viņu horeogrāfija. Kā šo elementu variācijas ietekmē slimību? Pierādījumi joprojām liecina, ka lielākā daļa variantu, kas saistīti ar izplatītām slimībām, atrodas nekodējošos DNS reģionos, tāpēc ir ļoti svarīgi saprast, kā tie faktiski rada slimības risku.
Kāds būs lielākais izaicinājums nākamo piecu līdz 10 gadu laikā?
Šobrīd lielākais izaicinājums ir datu analīzē. Mēs varam ģenerēt lielu datu apjomu ļoti lēti, taču tas pārspēj mūsu spēju tos saprast.
Spektra otrā galā mums ir jāiepludina genoma informācija medicīnas praksē, kas ir patiešām grūti. Pastāv problēmas saistībā ar konfidencialitāti, izglītību, elektroniskajiem medicīniskajiem ierakstiem, genoma informācijas pārnešanu visā dzīves laikā un to pieejamību ārstiem.
Kā jūs cerat atrisināt datu problēmu?
Mums nav burvju lodes. Un ar šo izaicinājumu saskaras ne tikai genomika; visa NIH saskaras ar līdzīgām problēmām. Vispirms mums ir jāatrisina aparatūras problēma ar pietiekamu joslas platumu, lai pārvietotu datus, un pietiekami daudz serveru, lai tos uzglabātu.
Bet mums arī jāsāk domāt par to, kā apmācīt cilvēkus, gan veselības aprūpes speciālistus, gan zinātniekus, lai viņi viegli apgūtu bioinformātiku. Mums ir jāveicina tādu profesionāļu attīstība, kuriem ir pieredze, analizējot lielas datu kopas, par kurām biologiem nebija jādomā. Mums ir jāievilina gudri cilvēki genomikā.
NHGRI un citi genomikas centri visā pasaulē pašlaik strādā pie 1000 genomu projekta, lai secinātu un analizētu 1000 cilvēka genomu. Jūsu jaunais plāns piedāvā pētījumu par miljonu cilvēku. Kāpēc tik daudz? Vai tas ir reāli?
Jo vairāk mēs saprotam par slimību genoma arhitektūru, jo vairāk mēs redzam, ka dažas slimības radīs retu variantu kolekcijas. Tāpēc mums ir vajadzīgs arvien lielāks statistikas spēks, lai atrastu cēloņsakarības variantus.
Kādreiz 1000 genomu izklausījās traki. Tagad tiek runāts par to, ka cilvēki savās laboratorijās veic sekvencēšanu 1000 genomu nedēļā. Tas, kas galu galā ir vairāk ierobežojošs, ir tas, kam jānotiek abos galos; iegūt paraugus no labi fenotipiem indivīdiem [cilvēkiem, kuru slimības vēsture un citas pazīmes ir labi raksturotas] un pēc tam veikt viņu genoma analīzi.
Šobrīd genoma sekvencēšana joprojām lielā mērā aprobežojas ar pētniecību. Viens no mērķiem, ko izklāstāt plānā, ir pāriet no sekvences uz klīniskiem lietojumiem. Kā tu to darīsi?
Mēs sākam ar pilotprojektiem. Mēs esam izsnieguši vairākus dotāciju pieprasījumus; viens no tiem ir vērsts uz liela mēroga sekvencēšanas klīniskajiem pielietojumiem. Liels šķērslis būs tas, kā genoma informāciju apvienot elektronisko medicīnisko ierakstu izstrādē.
Viena no Cilvēka genoma projekta kritikām ir tāda, ka pēc 10 gadu ilgas izpētes tas vēl nav devis jaunas medicīniskās ārstēšanas metodes. Vai tā ir pamatota kritika?
Es jūtos slikti, ja mūsu entuziasms un eiforija par genoma projekta pabeigšanu tika nepareizi interpretēta tādējādi, ka pēc 10 gadiem mēs varēsim izārstēties. Bet mēs esam panākuši neticamu progresu. Atskatoties uz 2003. gadu, genomika ir tik citā vietā.
Mūsu jaunajam plānam ir jābūt reālistiskam. Mēs nevēlamies solīt, ka nākamo piecu līdz 10 gadu laikā medicīnā notiks iespaidīgi sasniegumi. Tas ir vairāk kā nākamo 10 līdz 20 gadu laikā.
Vai varat sniegt slimības piemēru, kas ilustrē genomikas panākumus?
Krona slimība. Pirms desmit gadiem šī slimība bija tik necaurredzama. Taču neliels skaits pētījumu pilnībā mainīja šīs slimības izmeklēšanas gaitu. Pētījums ir norādījis uz zālēm, kuras iepriekš nebija saistītas ar šo slimību. Līdzīgas lietas notiek diabēta un sirds slimību gadījumā.