|
|
| SEKVENCIONIRANJE
LJUDSKOG GENOMA |
|
Projekat
sekvencioniranja ljudskog genoma pokrenut je krajem 1990 godine
u Sjedinjenim Americkim Državama od strane Nacionalnog zdravstvenog
instituta (NIH) i Ministarstva za energiju .
Zajedno sa nekoliko centara širom sveta (Sanger centar
na Kejmbridžu UK, Whitehead centar, RIKEN genomski
centar u Japanu , Maks Plank Institut u Nemackoj i
drugi manji centri u SAD, Nemackoj, Francuskoj, Kanadi i Kini
i Japanu) oni su osnovali Medjunarodni konzorcijum univerzitetskih
centara i zapoceli Human Genom Project (HGP) - petnaestogodišnji
projekat mapiranja oko 100 000 gena ljudskog genoma vredan
3 milijarde dolara.
Projekat je bio finansiran od strane Nacionalnog zdravstvenog
instituta i Ministarstva za energiju SAD i Wellcome trusta
u Velikoj Britaniji,a najveci deo istraživanja se obavljao
u Sanger centru u Kejmbridžu u Engleskoj i Whitehead centru
za istraživanje genoma u SAD.
Cilj koji su clanovi Medjunarodnog konzorcijuma tada postavili
bilo je sekvencioniranje kompletnog ljudskog genoma (proces
tacnog odredjivanja redosleda 3 milijarde nukleinskih baza
koje izgradjuju molekul DNA) do 2008 godine uz formiranje
javnih baza podataka.
Da bi dobijeni podaci bili na najefikasniji nacin iskorišceni
projekat je zahtevao i efikasnu distribuciju informacija da
bi one bile dostupne istraživacima u što kracem periodu. Prema
tom planu obradjeni rezultati iz svih centara ukljucenih u
projekat sekvencioniranja genoma svakodnevno bi bili publikovani
u javnim bazama podataka dostupnim preko interneta.
Ovaj projekat, iako izuzetno ambiciozan, nije privukao vecu
pažnju javnosti do 1998 godine kada je dr. Craig Vender napustio
konzorcijum i osnovao rivalsku privatnu firmu Celera Genomics
koja je kao cilj postavila sekvencioniranje ljudskog genoma
do 2001 godine.
Istraživaci HGP i Celere koristili su razlicite strategije
u radu, kako tokom prikupljanja uzoraka tako i u postupku
sekvencioniranja.
Istraživaci konzorcijuma radili su na uzorcima prikupljenim
od veceg broja donatora, dok su istraživaci Celere radili
na uzorcima prikupljenih od pet anonimnih donatora predstavnika
razlicitih etnickih grupa afroamericke, hispanoamericke, azijske
i kavkaske (bele).
Sam postupak sekvencioniranja kod ove dve grupe je takodje
bio razlicit. Naucnici ukljuceni u Human Genome Project odabrali
su sporiji i metodicniji pristup. Oni su podelili genom u
22.000 segmenta, svaki dug od 100.000 do 300.000 baza i mapirali
njihove tacne pozicije.
Ovi segmenti su potom nekoliko puta klonirani i klonovi dekodirani
od strane automatskih sekvencera. Proces je ponovljen nekoliko
puta da bi se osigurala tacnost rezultata
Ova tehnika je pouzdanija i sa više mogucnosti za uocavanje
grešaka ali je i znatno sporija od tehnike koju je primenila
Celera.
|
|
| . |
|
Kompanija
Celera Genomics zapocela je svoj projekat punih osam godina
kasnije kada su kompjuteri postali mnogo mocniji i njihov
pristup bio je znatno brži i jeftiniji.
Naucnik Mark Adams razvio je algoritam za primenu nove tehnologije
sekvencioniranja (shotgun technique) i kompanija ga
je prvo koristila za mapiranje genoma vocne mušice (Drosophila
melanogaster).
Ovim metodom kompletna DNA je nekoliko puta klonirana i onda
podeljena na 60 miliona segmenata svaki dužine od 2000 do
10.000 baza. Svaki fragment je dekodiran za sebe a rezultati
su automatski slani u Celerin centralni kompjuter. Zadatak
kompjutera je sada bio da rekonstruiše svih 60 miliona dekodiranih
fragmenata u 23 hromozoma. Buduci da se veliki deo genoma
sastoji od visoko repetitivnih sekvenci, ovo je bio najkontroverzniji
korak u metodama Celere zato što se postavilo pitanje mogucnosti
ispravne rekonstrukcije i samim tim i verodostojnosti tako
dobijenih podataka.
Obe grupe objavile su prve rezultate u februaru 2001 sa razlikom
od samo jednog dana. Human Genom Project je svoje rezultate
publikovao casopisu Nature, a Celera Genomics u casopisu Science.
Napravljene su detaljne mape delova genoma koje ce u velikoj
meri olakšati dalje proucavanje DNA. Konzorcijum je objavio
da je 88% genoma sekvencionirano sa tacnošcu od 99.99% a do
2003 se planira i sekvencioniranje preostalih delova genoma
radi dobijanja kompletne slike.
Postavlja se pitanje ciji su podaci tacniji? Naucnici HGP
smatraju da su njihovi podaci precizniji buduci da su postupak
ponavljali pet puta za razliku od Celere koja je postupak
ponovila samo tri puta. Predstavnici Celere naravno imaju
drugacije mišljenje.
U svakom slucaju cinjenica je da je Celeri postupak bio donekle
olakšan mogućnošću da svoje rezultate uporedi sa javno dostupnim
rezultatima Human Genom Projekta.
U ovom trenutku ljudski genetski kod dostupan je na internetu.
Podaci Human Genom Projekta publikovani su javno i mogu se
koristiti besplatno
Iako Celera nešto od svojih podataka pušta u javnost, najveci
deo dobijenih rezultata drži u svojoj bazi podataka i njihovo
korišcenje naplacuje, najcešce farmaceutskim kompanijama.
Najteži deo posla ipak tek dolazi. U posljednjoj fazi, naucnici
moraju da identifikuju svaki gen, njegov položaj na hromozomu
i njegovu funkciju. Geneticka sekvenca u ovom trenutku predstavlja
samo skup golih podataka i potrebno je mnogo rada da bi se
ove geneticke baze podataka pretocile u primenljive podatke.
U svakom slucaju, cinjenica je da puno razumevanje genetickog
materijala nece biti moguce još decenijama a kada možemo ocekivati
konkretne rezultate teško je reci.
|
|
|
|
|
