2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
BETHESDA, Md., esmaspäev, 17. oktoober 2005 – tõotab olla märkimisväärne samm edasi genoomiajastul, National Human Genome Research Institute (NHGRI), üks riiklikest tervishoiuinstituutidest (NIH)), teatas täna, et kavatseb pühendada osa oma laiaulatuslikust sekveneerimisvõimest jõupingutustele, mille eesmärk on tuvastada spetsiifiliste haiguste geneetilised juured, mis on geeniküttidest pikka aega kõrvale hiilinud.
Inimgenoomiuuringute riiklik nõuandekomisjon (NACHGR) kiitis hiljuti heaks NHGRI laiaulatusliku sekveneerimisvõrgustiku plaani, mis hõlmab esimest korda "meditsiinilise sekveneerimise" projektide portfelli. Kõrgeima prioriteediga projektides kasutatakse järgmise paari aasta jooksul laiaulatuslikku sekveneerimist, et tuvastada kümneid suhteliselt haruldasi ühe geeniga (autosomaalseid Mendeli) haigusi põhjustavaid geene; sekveneerida haigetelt indiviididelt kõik X-kromosoomi geenid, et tuvastada sooga seotud haigustega seotud isikuid; ja uurida geenide variante, mis teadaolev alt soodustavad mõnda levinud haigust. Iga projekti käivitamine sõltub paljudest teguritest, sealhulgas konkreetsete haiguste strateegilisest valikust ja patsiendi proovide kättesaadavusest asjakohase teadliku nõusoleku korral.
Lisaks uuele keskendumisele meditsiinilisele sekveneerimisele, jätkab plaan NHGRI rõhku võrdleva genoomse sekveneerimise analüüsi kasutamisel, et mõista inimese genoomi struktuuri ja funktsiooni ning inimeste tervise ja haigustega seotud bioloogilisi protsesse. Strateegia hõlmab segu kogu genoomi järjestamisest, genoomi kaardistamisest ja nende teaduslike eeliste põhjal valitud genoomsete piirkondade järjestamisest. Lisaks kiitis NACHGR heaks mitme olemasoleva mustandi genoomi järjestuse täiustamise ja sihtis sekveneerimiseks veel seitsmest mitteimetajaorganismist koosneva rühma.
"Meditsiiniline järjestamine võib avaldada olulist mõju nii bioloogilistele kui ka meditsiinilistele uuringutele. Kuigi paljud geenid, mida me esialgu uurime, põhjustavad haruldasi häireid, on haruldastest häiretest õpitutel sageli sügavad tagajärjed, et mõista rohkem Seega eeldame, et selle kiirenemise kumulatiivne mõju haiguste geeniavastamisel on sügav, kuna paljud avastused heidavad uut valgust inimeste tervise ja haigustega seotud bioloogilistele radadele, "ütles NHGRI direktor Francis S. Collins, MD, Ph. D.
Esimene meditsiinilise sekveneerimise projekt, mis peaks algama järgmisel aastal, on näidisprojekt seitsme haruldase autosomaalse Mendeli häire eest vastutavate geneetiliste variatsioonide leidmiseks. Näidisprojektiga luuakse parimad protseduurid kvaliteetsete proovide võtmiseks, vajaliku mõjutatud ja kontrollproovide minimaalse arvu kindlaksmääramiseks ning andmete biomeditsiini teadlaskonnale edastamise otsustamiseks.
Kaalutud näidisprojektide hulgas on geenid, mis vastutavad kodade virvendusarütmia perekondlike vormide eest, mis on südamepuudulikkuse ja insuldi peamine riskitegur; rindkere aordi aneurüsmid, mis on eluohtlikud rebendid südame peamises arteris; ja domineeriv piirav kardiomüopaatia, teine südamehaigus. Mõistes nende haiguste perekondlikke vorme, saavad teadlased õpitut rakendada, et paljastada nende südamehaiguste levinumate tüüpide geneetilised komponendid inimpopulatsioonis.
Teised näidisprojektid on suunatud nelja muu haruldase häire geenidele: paroksüsmaalne kinesigeenne koreoatetoos, neuroloogiline seisund; neovaskulaarne põletikuline vitreoretinopaatia, pimedaks jäämise häire; lümfödeem-kolestaasi sündroom, pärilik haigus, mis põhjustab ikterust ja jalgade turset; ja Jouberti sündroom, haruldane aju- ja füüsilise arengu häire.
NHGRI hinnangul on teadusringkondades vähem alt 50–100 täiendavat projekti, mis võiksid kasu saada laiaulatusliku järjestuse jõhkrast jõust ja spetsiaalsetest tööriistadest. Täpse hinnangu andmiseks ja kogukonna panuse kogumiseks sellesse programmi on NHGRI väljastanud teabenõude, et otsida selliste haiguste kohta täiendavaid näiteid uurijatelt üle kogu maailma. Vastuste tähtaeg on 4. november. NHGRI korraldab avatud arutelu ka 28. oktoobril S alt Lake City Ameerika Inimgeneetika Ühingu eelseisva koosoleku ajal, et saada täiendavat panust inimgeneetika kogukonn alt. NHGRI analüüsib nendest allikatest saadud sisendit ja määrab meditsiinilise sekveneerimise selle aspekti lõpliku suuruse, samuti parima viisi kõige lubavamate projektide valimiseks.
Teine meditsiinilise sekveneerimise projekt on jõupingutus geneetiliste muutuste tuvastamiseks, mis põhjustavad X-seotud häiretena tuntud haigusi. Inimese genoom koosneb 22 sobivast kromosoomipaarist, mida nimetatakse autosomaalseteks kromosoomideks, ja mittesobivast paarist, mida nimetatakse sugukromosoomideks. Sugukromosoomid, mida nimetatakse X ja Y, määravad, kas inimene on naine (XX) või mees (XY). Kõik X-kromosoomi geenide defektid on sageli ilmsemad meestel kui naistel, kuna Y-kromosoom ei kanna kompenseerimiseks vastavaid geene.
Kuigi teadlased on tuvastanud geenid, mis vastutavad paljude X-seotud häirete eest, tuleb umbes 130 häire täpne geneetiline alus veel kindlaks teha. Uuring hõlmaks häirete all kannatavate isikute X-kromosoomide kõigi geenide täielikku järjestamist ja variatsioonide otsimist, mis korreleeruvad järjekindl alt iga häirega.
Teine meditsiinilise sekveneerimise projekt, millele on antud prioriteet, üritab iseloomustada kogu variatsioonispektrit, nii haruldast kui ka tavalist, paljudes tavaliste haiguste kandidaatgeenides. Sihtmärgiks on geenid, mis teadaolev alt mõjutavad kõrget vererõhku, kolesterooli ja kehakaalu.. Proovid sekveneeritaks sadadelt tuhandetelt isikutelt olemasolevatest suurtest kohortuuringutest, mis uurivad spetsiifilisi haigusi, nagu ateroskleroos või diabeet.
Meditsiinilise sekveneerimisprojektide valiku osana on NHGRI kaasanud töörühma, mis uurib uute meditsiiniliste sekveneerimisprojektide jaoks olulisi eetilisi, õiguslikke ja sotsiaalseid küsimusi. Paljud neist probleemidest, sealhulgas teadliku nõusoleku saamine vabatahtlikelt, kes kavatsevad proove annetada või kes on juba proove annetanud muudeks uurimisprojektideks, selliste vabatahtlike privaatsuse kaitsmine ja arusaamine, millal või kuidas kliiniliselt olulistest tulemustest vabatahtlikele tagasi teatada, on sarnased nendega, millega kokku puututakse. suures osas inimgeneetika uuringutes. Rühm tegeleb ka andmete avaldamise ja intellektuaalomandi menetlustega.
Lisaks uuele keskendumisele meditsiinilisele sekveneerimisele jätkab NHGRI oma jätkuvaid jõupingutusi teiste organismide genoomide järjestamiseks, eesmärgiga süvendada meie arusaamist inimese bioloogiast ja evolutsioonist. Kuna inimese genoom ja teiste imetajate ja mitteimetajate genoomid on arenenud ühisest esivanemast, saavad teadlased kasutada mitteimetajatest pärit loomade genoomijärjestusi, et saada rohkem teavet selle kohta, kuidas, millal ja miks inimeste ja teiste imetajate genoomid tekkisid. koosneb teatud DNA järjestustest. Sellised uuringud annavad ka uusi teadmisi nende järjestuste funktsioonist, genoomide korraldusest ja laiendavad meie arusaamist teatud nakkushaiguste bioloogilisest alusest.
NHGRI on järgmiseks järjestusvooruks valinud seitse mitteimetajatest organismi või organismide rühma. Kolm organismidest on suunatud "kvaliteetse mustandi" järjestamisele. Need on: roheline anoolsisalik (Anolis carolinensis), sebravint (Taeniopygiaguttata) ja täi (Pediculus humanus). Teadlased koostavad ka füüsilisi geneetilisi kaarte ja viivad läbi kahe liivakärbse (Lutzomyia longipalpis ja Phlebotomus papatasi) genoomse sihipärase järjestuse ning saavad Aafrikasse sattunud mesilase (Apismellifera scutellata) madala katvusega järjestuse, et võrrelda seda meemesilase genoomjärjestusega. Lõpuks sekveneeritakse 100 normaalsest inimese soolestikust kasvatatud bakteri genoomid.
"Keskendume jätkuv alt nendele organismidele, mis avaldavad kõige rohkem teavet evolutsiooni jooksul toimunud peamiste bioloogiliste uuenduste kohta, pannes rõhku meie enda genoomi kohta lisateadmisele. Paljude liikide genoomiteave on osutunud kasulikuks paljudes biomeditsiiniliste uuringute valdkondades,“ütles Mark S. Guyer, Ph. D., NHGRI ekstramuraalsete uuringute osakonna direktor.
Roheline anooli sisalik on esimene roomaja, kelle genoom on järjestatud. Selle roomaja järjestamine annab väärtusliku võrdluse kana, inimese ja teiste imetajate genoomidega. Greenanole sisalik on ka väljakujunenud eksperimentaalne mudel neurobioloogia, endokrinoloogia ja paljunemise jaoks.
Selle aasta alguses füüsiliseks kaardistamiseks valitud sebravint järjestatakse nüüd kvaliteetse mustandini. Sebravint valiti seetõttu, et see on peamine mudelsüsteem aju arengu, õppimise ja mälu mõistmiseks. Kuna see on seotud kanaga, kelle genoom on juba sekveneeritud, on võimalik kana genoomi võimendada, et saada rohkem teavet sebra finchgenoomi järjestusest.
Ihutäi, millel on väikseim mõõdetud putukagenoom, on Rickettsia prowazekii, B-kategooria terrorismi tekitaja, mis põhjustab tüüfust, vektor. Kaks liivkärbest, mis on suunatud sekveneerimisele, on peamised leishmaniaasi vektorid, parasiithaigus, mis põhjustab nahakahjustusi ning põrna, maksa ja luuüdi kahjustusi. Hinnanguliselt on maailmas nakatunud 12 miljonit inimest ja see haigus põhjustab igal aastal üle 60 000 surma. Tegelikult on umbes 1200 Lahesõja ajal lähetatud sõdurit saanud leishmanioosist põhjustatud nahakahjustusi. Liivakärbeste genoomide järjestamine annab teadlastele sellest haigusest parema arusaamise ja võib-olla aitab kaasa vaktsiinide väljatöötamisele.
Inimese soolestiku mikrobioomi projekt kujutab endast põnevat uut NHGRI uurimisvaldkonda, mis, välja arvatud bakter E. coli, on keskendunud oma laiaulatuslikule järjestusprogrammile kõrgematele organismidele, mitte bakteritele. Kuid inimese soolestikus on rohkem bakterirakke kui inimrakke kogu inimkehas. Lisaks on inimese soolestiku mikroobidel sügav mõju paljudele inimese füsioloogilistele protsessidele, nagu seedimine ja ravimite metabolism, ning neil on oluline roll haigustele vastuvõtlikkuses. Nende 100 inimese soolestikus leiduva mikroorganismi genoomide järjestamine, mis esindavad olulist, kuid teadmata osa kõigist inimese soolestikus leiduvatest mikroobidest, annab eeldatavasti palju täielikuma pildi inimese bioloogia sellest aspektist, kui kunagi varem on olnud. Loodetavasti võib see uus teave kaasa tuua paremad diagnostikavahendid inimeste tervise jälgimiseks.
Viimane NHGRI sekveneerimiskava toetab ka rottide, kanade ja koerte genoomide täpsustamist. Kõik on olulised mudelorganismid ja nende genoome kasutatakse inimese ja teiste imetajate genoomide sarnaste või konserveerunud tunnuste tuvastamiseks. Järjestused, mis on kogu evolutsiooni vältel säilinud, paljastavad sageli inimese genoomi olulisi funktsionaalseid piirkondi. Võrdleva genoomianalüüsi valdkonna kohta lisateabe saamiseks minge aadressile: www.genome.gov/10005835.
Sekveneerimisega tegeleb NHGRI toetatud Large-Scale Sequencing Research Network, mis koosneb viiest keskusest: Agencourt Bioscience Corp., Beverly, Mass.; Baylori meditsiinikolledž, Houston; MIT Broad Institute ja Harvard, Cambridge, Mass. J. Craig Venteri teadusinstituut, Rockville, Md.; ja Washingtoni ülikooli meditsiinikool, St. Louis. Iga organismi määramine konkreetsesse keskusesse või keskustesse tehakse kindlaks hiljem.
NHGRI protsess järjestamise sihtmärkide valimiseks algab kolmest töörühmast, mis koosnevad ekspertidest kogu teadusringkonnast. Iga töörühm vastutab ettepaneku väljatöötamise eest genoomide komplekti jaoks järjestamiseks, mis edendaks teadmisi ühes kolmest olulisest teadusvaldkonnast: teha kindlaks geneetiline uurimistöö valdkonnad, kus suure läbilaskevõimega sekveneerimisressursside kasutamine tooks kiiresti kaasa märkimisväärseid edusamme meditsiinis, inimese genoomi ja genoomide evolutsioonibioloogia mõistmist. Seejärel vaatab koordineeriv komitee läbi töörühmade ettepanekud, aidates ettepanekuid täpsustada ja integreerida need teaduslike prioriteetide hulka. Koordineeriva komitee soovitused vaatab läbi ja kinnitab NHGRI nõuandekogu, kes omakorda edastab oma soovitused NHGRI juhtkonnale. Valikuprotsessi kohta lisateabe saamiseks külastage: www.genome.gov/Sequencing/OrganismSelection.
Humangenoomiprojekti poolt välja töötatud laiaulatusliku sekveneerimisvõime abil on järjestatud või järjestatakse paljude organismide genoome. Organismide täielikku loendit ja nende järjestuse staatust saab vaadata aadressil www.genome.gov/10002154.
Kõrge eraldusvõimega fotod paljudest laiaulatuslikus sekveneerimisprogrammis sekveneeritavatest organismidest on saadaval aadressil: www.genome.gov/10005141.
NHGRI on üks 27 instituudist ja keskusest NIH-s, tervishoiu ja inimteenuste osakonna agentuuris. NHGRI välisuuringute osakond toetab toetusi teadusuuringuteks ning koolituseks ja karjääri arendamiseks üleriigilistes kohtades. Lisateavet NHGRI kohta leiate selle veebisaidilt www.genome.gov.
