Hunter
Tíz éve szekvenálták az emberi genomot
Tíz évvel ezelőtt jelentették be az emberi genom első szekvenálását, hatalmas várakozás és még nagyobb remények kísérték a projektet, ma azonban még nem sokat látunk az akkori ígéretekből.
"Ezzel a mélyreható, új tudással az emberiség egy rendkívüli gyógyító erő megszerzésének kapujához érkezett. Forradalmasítani fogja a legtöbb - ha nem az összes - emberi betegség diagnosztizálását, megelőzését és kezelését" - hangoztatta Bill Clinton, az akkori elnök 2000. június 26-án a Fehér Házban tartott ünnepségen, amikor a két nagy rivális, a közpénzekből finanszírozott Human Genome Project és a magánkézben levő Celera Genomics befejezte az emberi géntérkép első vázlatos összerakását.
Tíz év telt el, a várt forradalom azonban nem érkezett el. A Nature felmérése - melyben több, mint ezer tudós vett részt - pedig azt sugallja, hogy a többség nem is várja, hogy egy-két évtizeden belül végbemenjenek a Clinton elnök által beharangozott óriási változások. A szekvencia azonban valamilyen szinten mégis beváltott valamit a hozzáfűzött reményekből, mégpedig a biológia területén. Megváltoztatta a tudósok hozzáállását, inspirációt adva az új biológiai problémák leküzdésére és felvetve néhány új kihívást.
Szinte minden megkérdezett biológusra hatással volt valamilyen módon az emberi gén-szekvencia elérhetővé válása. A válaszadók 69 százaléka szerint az emberi genom-projektek inspirálták őket a tudóssá válásban, vagy kutatási irányaik megváltoztatásában. Nem kevesebb, mint 90 százalékuk nyilatkozott úgy, hogy kutatásuk kamatoztatott az emberi genom szekvenálásából, és ezek 46 százaléka tartotta ezt "jelentős" mértékűnek. A biológusok közel egyharmada használja a szekvenciát "szinte napi szinten" a kutatásaiban. "Az olyan fiatal kutatóknak, mint én, nehéz elképzelni, hogyan boldogultak a biológusok nélküle" - írja egyikük.
A megkérdezettek 15 százaléka végzett már hasonló genetikai tesztet gyógyászati közegben, vagy a kifejezetten erre a célra szakosodott, profitorientált vállalkozások keretében. Többségük saját, vagy családtagjai genomját szekvenálná, de persze akadt olyan is, aki házi kedvenceire, kutyájára, macskájára kíváncsi. A tudósok közel 13 százaléka már részben szekvenálta és analizálta saját DNS-ét. Minden ötödik megkérdezett alávetné magát egy teljes szekvenálásnak, amennyiben a költségek nem haladnák meg az 1000 dolláros határt, a többség azonban legfeljebb 100 dollárt fizetne a szolgáltatásért. De vannak azonban olyanok is - megközelítőleg 17 százalék - akik azon a véleményen vannak, hogy még ha fizetnének érte, akkor sem csináltatnák meg a vizsgálatot.
A Nature felmérése szerint az alapvető biológiai tudományra volt a legnagyobb hatása a genom elérhetőségének; a megkérdezettek 60 százaléka vélekedett így, míg csupán 20 százalék szerint kamatoztatott belőle a klinikai gyógyászat. Abban szinte mindenki egyetértett, hogy a szekvencia értelmezése jóval nagyobb feladat, mint a kikódolása. Sokan panaszkodnak a genombiológia alapvető értelmezésének a hiányára, ami nagyban gátolja a szekvencia alkalmazhatóságát.
Az elmúlt évtized tanulmányai felfedték, hogy a genom sokkal összetettebb, mint korábban gondolták. Az viszonylag egyszerű volt, hogy beazonosították a 20 000 körüli proteinkódoló gént, amik körülbelül 1,5 százalékát teszik ki a genomnak. Ezek ismerete azonban nem feltétlenül magyarázza meg, mit is csinál valójában az adott gén, mivel sok gén több különböző proteint kódol, melyeknek különböző szerepük van a biológiai folyamatokban. "Úgy vélem a teljes szekvenciára szükség volt, ahhoz hogy rájöjjünk. az egy gén - egy protein genetikai modellünk túlságosan leegyszerűsített" - tette hozzá az egyik tudós.
Az elmúlt évtized legnagyobb fejlődése talán magukon a genom szekvenálási technológiákon ment végbe. A technika fejlődésével a szekvenciák előállításának költségei hatalmasat zuhantak, míg az eljárás jelentős gyorsuláson esett át, azonban az olcsóbb és gyorsabb szekvenálásnak is megvannak a hátulütői.
Az elsődleges aggály, amit szinte minden második megkérdezett felvetett, a genom adatainak elemzéséhez szükséges szoftverek vagy algoritmusok szűkössége, amit közvetlenül a képzett bioinformatikusok hiánya, valamint a még mindig alacsony számítási teljesítmény követ. Az adattárolást, a kinyert adatok minőségét és a genom összerakásának a pontosságát sem tartják megnyugtatónak. Mint David Lipmantől, az USA Nemzeti Biotechnológiai Információs Központjának igazgatójától megtudtuk, az adatkezelés és elemzés a genom projekt elindulása óta visszatérő probléma. "Egyfajta csalódottság jellemzi azt a tényt, hogy ekkora adatmennyiségből ilyen kevés ismeretet tudunk szerezni" - magyarázta.
Eric Green, a Nemzeti Emberi Genome Kutató Intézet (NHGRI) igazgatója a számítási felhőben (cloud computing) látja az adattárolásra és számítási teljesítmény növelésére a megoldást. Szerinte a laboratóriumoknak olyan cégektől kellene szabad kapacitást vásárolniuk, mint a Google, az Amazon vagy a Microsoft. Európában a május 10-én elindult Európai Nukleotid Archívum biztosít majd szabad tárhelyet a laboratóriumok genom adatai számára, illetve lehetőséget ad különböző bioinformatikai eszközök használatára.
A fent felsorolt akadályok fényében nem meglepő, hogy a kutatók jelenleg mérsékelt elvárásokat és érdeklődést tanúsítanak az emberi géntérkép iránt. A megkérdezettek fele szerint 2000-ben túlértékelték a szekvenálásokból nyerhető hasznokat. "Bár úgy érzem, hogy a projektből szerzett előnyök elképesztőek és nagyban befolyásolják a kutatásomat, még mindig bennem van az az érzés, hogy túl lett lihegve a közvélemény felé" - olvasható az egyik válaszban, amihez számos hasonló érkezett a megkérdezettektől. A kutatók mindössze egyharmada véli úgy, hogy a genetikai információk 10-20 éven belül elvezetnek a személyre szabott orvosláshoz, a többiek pedig ezt még jóval későbbre datálják, és csak egy hosszú folyamat eredményeként tartják elképzelhetőnek.
Green figyelmeztet, hogy amikor a Human Genome Project gondolata megszületett, a vezető tudósok 15 évet jósoltak az első szekvencia elkészültére, és egy évszázadot, mire a biológusoknak sikerül értelmezniük az adatokat.
"Ezzel a mélyreható, új tudással az emberiség egy rendkívüli gyógyító erő megszerzésének kapujához érkezett. Forradalmasítani fogja a legtöbb - ha nem az összes - emberi betegség diagnosztizálását, megelőzését és kezelését" - hangoztatta Bill Clinton, az akkori elnök 2000. június 26-án a Fehér Házban tartott ünnepségen, amikor a két nagy rivális, a közpénzekből finanszírozott Human Genome Project és a magánkézben levő Celera Genomics befejezte az emberi géntérkép első vázlatos összerakását.Tíz év telt el, a várt forradalom azonban nem érkezett el. A Nature felmérése - melyben több, mint ezer tudós vett részt - pedig azt sugallja, hogy a többség nem is várja, hogy egy-két évtizeden belül végbemenjenek a Clinton elnök által beharangozott óriási változások. A szekvencia azonban valamilyen szinten mégis beváltott valamit a hozzáfűzött reményekből, mégpedig a biológia területén. Megváltoztatta a tudósok hozzáállását, inspirációt adva az új biológiai problémák leküzdésére és felvetve néhány új kihívást.
Szinte minden megkérdezett biológusra hatással volt valamilyen módon az emberi gén-szekvencia elérhetővé válása. A válaszadók 69 százaléka szerint az emberi genom-projektek inspirálták őket a tudóssá válásban, vagy kutatási irányaik megváltoztatásában. Nem kevesebb, mint 90 százalékuk nyilatkozott úgy, hogy kutatásuk kamatoztatott az emberi genom szekvenálásából, és ezek 46 százaléka tartotta ezt "jelentős" mértékűnek. A biológusok közel egyharmada használja a szekvenciát "szinte napi szinten" a kutatásaiban. "Az olyan fiatal kutatóknak, mint én, nehéz elképzelni, hogyan boldogultak a biológusok nélküle" - írja egyikük.
A megkérdezettek 15 százaléka végzett már hasonló genetikai tesztet gyógyászati közegben, vagy a kifejezetten erre a célra szakosodott, profitorientált vállalkozások keretében. Többségük saját, vagy családtagjai genomját szekvenálná, de persze akadt olyan is, aki házi kedvenceire, kutyájára, macskájára kíváncsi. A tudósok közel 13 százaléka már részben szekvenálta és analizálta saját DNS-ét. Minden ötödik megkérdezett alávetné magát egy teljes szekvenálásnak, amennyiben a költségek nem haladnák meg az 1000 dolláros határt, a többség azonban legfeljebb 100 dollárt fizetne a szolgáltatásért. De vannak azonban olyanok is - megközelítőleg 17 százalék - akik azon a véleményen vannak, hogy még ha fizetnének érte, akkor sem csináltatnák meg a vizsgálatot.
A Nature felmérése szerint az alapvető biológiai tudományra volt a legnagyobb hatása a genom elérhetőségének; a megkérdezettek 60 százaléka vélekedett így, míg csupán 20 százalék szerint kamatoztatott belőle a klinikai gyógyászat. Abban szinte mindenki egyetértett, hogy a szekvencia értelmezése jóval nagyobb feladat, mint a kikódolása. Sokan panaszkodnak a genombiológia alapvető értelmezésének a hiányára, ami nagyban gátolja a szekvencia alkalmazhatóságát.Az elmúlt évtized tanulmányai felfedték, hogy a genom sokkal összetettebb, mint korábban gondolták. Az viszonylag egyszerű volt, hogy beazonosították a 20 000 körüli proteinkódoló gént, amik körülbelül 1,5 százalékát teszik ki a genomnak. Ezek ismerete azonban nem feltétlenül magyarázza meg, mit is csinál valójában az adott gén, mivel sok gén több különböző proteint kódol, melyeknek különböző szerepük van a biológiai folyamatokban. "Úgy vélem a teljes szekvenciára szükség volt, ahhoz hogy rájöjjünk. az egy gén - egy protein genetikai modellünk túlságosan leegyszerűsített" - tette hozzá az egyik tudós.
Az elmúlt évtized legnagyobb fejlődése talán magukon a genom szekvenálási technológiákon ment végbe. A technika fejlődésével a szekvenciák előállításának költségei hatalmasat zuhantak, míg az eljárás jelentős gyorsuláson esett át, azonban az olcsóbb és gyorsabb szekvenálásnak is megvannak a hátulütői.
Az elsődleges aggály, amit szinte minden második megkérdezett felvetett, a genom adatainak elemzéséhez szükséges szoftverek vagy algoritmusok szűkössége, amit közvetlenül a képzett bioinformatikusok hiánya, valamint a még mindig alacsony számítási teljesítmény követ. Az adattárolást, a kinyert adatok minőségét és a genom összerakásának a pontosságát sem tartják megnyugtatónak. Mint David Lipmantől, az USA Nemzeti Biotechnológiai Információs Központjának igazgatójától megtudtuk, az adatkezelés és elemzés a genom projekt elindulása óta visszatérő probléma. "Egyfajta csalódottság jellemzi azt a tényt, hogy ekkora adatmennyiségből ilyen kevés ismeretet tudunk szerezni" - magyarázta.
Eric Green, a Nemzeti Emberi Genome Kutató Intézet (NHGRI) igazgatója a számítási felhőben (cloud computing) látja az adattárolásra és számítási teljesítmény növelésére a megoldást. Szerinte a laboratóriumoknak olyan cégektől kellene szabad kapacitást vásárolniuk, mint a Google, az Amazon vagy a Microsoft. Európában a május 10-én elindult Európai Nukleotid Archívum biztosít majd szabad tárhelyet a laboratóriumok genom adatai számára, illetve lehetőséget ad különböző bioinformatikai eszközök használatára.
A fent felsorolt akadályok fényében nem meglepő, hogy a kutatók jelenleg mérsékelt elvárásokat és érdeklődést tanúsítanak az emberi géntérkép iránt. A megkérdezettek fele szerint 2000-ben túlértékelték a szekvenálásokból nyerhető hasznokat. "Bár úgy érzem, hogy a projektből szerzett előnyök elképesztőek és nagyban befolyásolják a kutatásomat, még mindig bennem van az az érzés, hogy túl lett lihegve a közvélemény felé" - olvasható az egyik válaszban, amihez számos hasonló érkezett a megkérdezettektől. A kutatók mindössze egyharmada véli úgy, hogy a genetikai információk 10-20 éven belül elvezetnek a személyre szabott orvosláshoz, a többiek pedig ezt még jóval későbbre datálják, és csak egy hosszú folyamat eredményeként tartják elképzelhetőnek.
Green figyelmeztet, hogy amikor a Human Genome Project gondolata megszületett, a vezető tudósok 15 évet jósoltak az első szekvencia elkészültére, és egy évszázadot, mire a biológusoknak sikerül értelmezniük az adatokat.