Н.К. Янковський
Дослідженняза проектом В«Геном людиниВ» почалися в 1988 р. На першому його етапі були отримані фізичні і генетичні карти геному. Кінцевою метою структурногодослідження генома на даному етапі є визначення послідовностівсіх 3, 3 млрд пар нуклеотидів геному, що містяться в гаплоїдному наборіхромосом, і ідентифікація усіх генів людини.
Прочитанняпершого мільярда пар нуклеотидів зайняло у світової наукової спільноти 4 роки,Наступного мільярд був прочитаний за 4 місяці. У 2000 р. завершено В«чорнова версіяВ» тексту послідовності нуклеотидів геному людини - близько 90%його довжини. Для цього кожен ділянку геному був триразово секвенований.В«Чистову версіюВ» (з рівнем помилок не вище 1 на 10 000 нуклеотидів) передбачаєтьсязакінчити до 2003 р. Однак завершення секвенування генома людини з'явиться незавершенням дослідження генома, а В«кінцем початкуВ» геномних досліджень.
ВНині все більша увага приділяється популяційних і медичнимаспектам дослідження генома, його варіабельності, експресії генів.
Наприкладі Великобританії, Кіпру та Пакистану досліджено шляхи контролюгенетичних захворювань у суспільствах з різними культурними установками. Заостанні двадцять років частка дітей, хворих таласемією (спадковоїгемолітичною анемією), знизилася в деяких з цих країн більш ніж у 20раз. Основну роль у цьому відіграла можливість виявлення найбільш широкопоширених мутацій, що викликають таласемії, і проведення ДНК-діагностикибатьків, плода, а також новонароджених. У згаданих країнах до 80-100% сімейзі схильністю до таласемії охоплені допологової діагностикою. Цедозволяє перервати вагітність або вчасно розпочати необхідне лікуваннядитини. Проведення такої роботи у відношенні інших захворювань буде одним зосновних соціальних наслідків медико-генетичних досліджень, оскільки поданими Б.Моделл (Лондонський університетський коледж) 30% новонароджених дітей наЗемлі з'являється в популяціях, для яких характерні близькоспоріднені шлюби, а8% шлюбів укладається між кровними родичами.
<p> Цікавіу цьому зв'язку медико-генетичні дослідження, що проводяться в Ісландії. У ційкраїні протягом багатьох століть документувалися шлюбні відносини всіх жителівострова (270 тис. нині живуть ісландців і 330 тис. їхніх предків). Томуродовід кожної сім'ї може бути відновлена ​​на глибину десятківпоколінь. Популяція генетично гомогенна, і багато ознаки простежуютьсявід засновника роду. В Ісландії створено базу даних, в якій під кодовиминомерами зберігається інформація про стан здоров'я нації, про типовігенетичних ознаках, у тому числі пов'язаних з найбільш поширеними длязначної частини населення захворюваннями.
Такаінформація - унікальна основа для виявлення та клонування генів усіх тиххвороб, які зустрічаються у населення. Крім того, Ісландія єполігоном для вироблення правил і законів, що регулюють етичні та правовіаспекти отримання, розповсюдження і використання генетичних даних. Користьвід тотальної ДНК-діагностики отримують, з одного боку, індивід, сім'я тасуспільство (через безкоштовне тестування та медико-генетичнеконсультування). З іншого боку, це вигідно науці, оскільки надослідження в цій області виділяються значні кошти, в тому числіприватними фірмами, зацікавленими у створенні ДНК-діагностикумів тавідповідних ліків.
Геноміказнаходить практичне застосування і в інших країнах. Так, у Фінляндії створенібіочіпи для визначення відмінностей в послідовності нуклеотидів у генах, що відповідаютьза найбільш поширені в цій країні спадкові хвороби. Вартістьаналізу на основі мінісеквенірованія складає всього 0, 5 $. Аналогічна роботанайближчим часом завершиться в Естонії, також на основі биочипов, створених вцій країні. На наукову і комерційну сцену виходить новий напрямок встворенні чипів. Це так звані мікрофлюідние чіпи, або, інакше, В«лабораторіяв чіпі В», які можуть міститися на долоні. Такі чіпи поєднують в собікомплекс традиційних приладів, які в звичайному виконанні можуть займатицілу кімнату. Найбільш значним досягненням у цьому напрямку єстворення системи, тестуючої наявність біологічної зброї в польових умовахза 30 хв.
Вгалузі медичної геноміки спостерігається перехід від вивчення генів, що визначаютьголовним чином моногенні захворювання людини, до генів, які визначаютьстійкість до впливів середовища або мультігенних захворювання.
Значнихуспіхів вдалося досягти в вивченні експресії генів - синтезу закодованихв них білків. Ведуться роботи по характеристиці експресії генів у різнихтканинах, створенню ДНК-бібліотек. Група японських дослідників завершуєхарактеристику ДНК-бібліотек для 300 типів тканин людини, тобто практичновсіх наявних типів тканин.
Найбільшяскраво демонструє експресію генів комп'ютерна тривимірна реконструкціясерійних зрізів ембріона миші, проведена Д.Девідсоном(Http://genex.hgu.mrc.ac.uk). Метод дозволив скомбінувати анатомічні, гістологічнідані та дані по тканеспеціфічной експресії генів на кожному етапіембріонального розвитку миші. Кожен сегмент або вид тканини може бути показаний вбудь-якої орієнтації, представлений ізольовано або в комбінації з іншими тканинамиабо органами, будь-яка частина зображення може бути зроблена прозорою і т.д.Можливий розгляд ембріона в будь-якій точці і отримання зрізів в будь-якихнапрямках. Виділивши-яку точку зображення, можна отримати описвідповідної ділянки - списки експресуються генів, літературні посиланнята іншу інформацію.
Передбачається,що в цій базі даних будуть представлені всі стадії ембріогенезу миші відзапліднення до народження, що дозволить простежити на тривимірній моделідинамічні зміни морфогенезу, експресії генів і т.д. Це абсолютноновий етап зіставлення, узагальнення та подання даних як в геноміки, такі в ембріології.
Комбінаціятранскрипції і трансляції дає величезну різноманітність продуктів, які ми неможемо вивести з відомої нам структури генома. Але структура ДНК, звичайно, потрібнаяк єдина надійна основа для осмислення даних, одержуваних у науковихнапрямках, народжених геноміки. Це транскріптоміка, що вивчає РНК, протеоміка,досліджує білки, метаболоміка, що вивчає продукти, синтезовані за допомогоюбілків-ферментів, порівняльна геноміка.
Розроблюванів Росії програми розпізнавання генів цілком конкурентноздатні, а наявнізаділи дозволяють сподіватися на подальше просування. Однак те, що в Росіїне проводяться роботи з масового секвенування та аналізу експресії генів, практичнозакриває ряд областей, які потребують швидкого і безпосереднього доступу до данихі можливість впливати на постановку експерименту. Взаємодія біоінформатикиі експериментаторів особливо ефективним могло б бути в області порівняльноїгеноміки та аналізу регуляції експресії генів. При цьому експериментальнізусилля можуть бути істотно скорочені при проведенні попередньогокомп'ютерного аналізу послідовності досліджуваного гена і його ортолога вінших геномах.
ФренсісКоллінз, керівник програми В«Геном людиниВ» в США, директор Національногоінституту досліджень генома людини (National Human Genome ResearchInstitute), дає такий прогноз результатів геномних досліджень до 2040 р.
2010 р .
Генетичнетестування, профілактичні заходи, що знижують ризик захворювань, і геннатерапія до 25 спадкових захворювань.
Медсестрипочинають виконувати медико-генетичні процедури.
широкодоступнимпередімплантаційна діагностика.
ВСША прийняті закони для запобігання генетичної дискримінації та дотриманняконфіденційності
Невсім доступні практичні додатки геноміки, особливо в країнах, що розвиваютьсякраїнах.
2020 р .
Наринку з'являються ліки від цукрового діабету, гіпертонії та іншихзахворювань, розроблені на основі геномної інформації.
Терапіяонкологічних захворювань, прицільно спрямована на властивості ракових клітин.
Фармакогеномікастає загальноприйнятим підходом для створення багатьох ліків.
Змінаспособу діагностики психічних захворювань, поява нових способів їхлікування, зміна ставлення суспільства до таких захворювань.
Демонстраціябезпеки генної терапії на рівні зародкових клітин за допомогою технологіїгомологічною рекомбінації.
2030 р .
Визначенняпослідовності нуклеотидів всього генома окремого індивіда стане звичайноюпроцедурою.
каталогізуватигени, що беруть участь в процесі старіння.
Проводятьсяклінічні випробування по збільшенню максимальної тривалості життялюдини.
Лабораторніексперименти на людських клітинах замінені експериментами на комп'ютернихмоделях.
Активізуютьсямасові рухи супротивників передових технологій в США та інших країнах.
2040 р .
Всізагальноприйняті заходи охорони здоров'я засновані на геноміки.
Визначаєтьсясхильність до більшості захворювань (при або до народження).
Доступнаефективна профілактична медицина з урахуванням особливостей індивіда.
Хворобивизначаються на ранніх стадіях шляхом молекулярного моніторингу.
Длябільшості захворювань доступна генна терапія.
Заміналіків продуктами генів, що виробляються організмом при відповіді на терапію.
Середнятривалість життя досягне 90 років.
Серйознідебати про можливість для людини контролювати свою власну еволюцію.
Список літератури
Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту bio.1september.ru
