Genom Craiga Ventera

Pięć lat temu Craig Venter wyjawił wielką tajemnicę. Jako prezes Celera Genomics, Venter kierował wyścigiem między swoją firmą a finansowanym przez rząd projektem mającym na celu odszyfrowanie ludzkiego genomu. Po opuszczeniu Celery w 2002 roku Venter ogłosił, że większość genomu, który został tam zsekwencjonowany, należy do niego. Teraz Venter i koledzy z Instytut J. Craiga Ventera posiada zakończył pracę, wypełniając luki w początkowej sekwencji, aby opublikować pierwszy osobisty genom.

Genomy osobiste: Pionier genomiki Craig Venter (powyżej) zsekwencjonował cały swój genom i udostępnił go światu.

Jego nowo wydany genom, opublikowany dzisiaj w czasopiśmie PLoS Biologia , różni się od obu poprzednich wersji ludzkiego genomu (jedna z Celery, druga z Human Genome Project) tym, że zawiera szczegółowe informacje o DNA odziedziczonym po matce i ojcu. Znany jako genom diploidalny, pozwala naukowcom lepiej oszacować zmienność kodu genetycznego. (W sekwencji genomu wygenerowanej z konglomeratu różnych osobników pewne wariacje giną w uśrednianiu.) W genomie składającym się z 2,810 miliardów par zasad, naukowcy odkryli 4,1 miliona wariacji między chromosomami; 1,2 miliona z nich było wcześniej nieznanych. Spośród wariacji 3,2 miliona to polimorfizmy pojedynczego nukleotydu lub SNP, najlepiej scharakteryzowany typ zmienności, podczas gdy prawie milion to inne rodzaje wariantów, w tym insercje, delecje i duplikacje.

Genom Ventera dołączy do genomu innego pioniera genomiki, Jamesa Watsona, współodkrywcy struktury DNA. (Patrz Genom o wartości 2 milionów dolarów). Ogłoszony w czerwcu genom Watsona został zsekwencjonowany przez firmę 454 z siedzibą w Branford w stanie Connecticut, która opracowuje technologie sekwencjonowania nowej generacji. (Aby dowiedzieć się więcej o technologii 454, zobacz Sekwencjonowanie we Flashu).

Genomy Ventera i Watsona są prawdopodobnie dopiero pierwszymi w nadchodzącej fali genomów osobistych, co jest kluczowym krokiem w nadejściu medycyny spersonalizowanej: zdolność dostosowania leczenia medycznego do profilu genetycznego jednostki. (Zobacz Nowa granica nagrody X: Genomika.) Venter zbadał już część swojego genomu, odkrywając, że nosi on wariacje genetyczne, które narażają go na zwiększone ryzyko choroby Alzheimera, chorób serca i zwyrodnienia plamki żółtej. Mówi, że od tego czasu religijnie przyjmuje statyny, leki obniżające poziom cholesterolu.

Venter rozmawia z Przegląd technologii o tym, co czeka jego genom.

Przegląd technologii : Dlaczego zdecydowałeś się na ten projekt?

Craig Venter : Genom, który opublikowaliśmy w Celera, składał się z pięciu osób. Aby to złożyć w całość, stało się jasne, że musimy pójść na pewne kompromisy informatyczne – musieliśmy pominąć część zmienności genetycznej. Wiedzieliśmy, że jedynym sposobem na prawdziwe zrozumienie genomu będzie posiadanie genomu jednego osobnika. Zamiast zaczynać od zera, postanowiliśmy wziąć to, co mieliśmy z genomu Celery i dodać więcej sekwencji. Celem było uzyskanie dokładnej sekwencji referencyjnej od jednej osoby.

DZIECI : W jaki sposób sekwencja twojego genomu dodaje się do tego, co wiemy z Human Genome Project?

CV : Rządowe laboratoria zsekwencjonowały i zmontowały złożony genom haploidalny kilku osobników [co oznacza, że ​​zawierał sekwencję DNA tylko jednego z każdej pary chromosomów]. W tamtych czasach zakładano, że posiadanie połowy genomu wystarczyło do zrozumienia ludzkiej złożoności. Ale stało się jasne, że musimy zobaczyć złożenie zestawów chromosomów zarówno matki, jak i ojca, aby zobaczyć zmienność genomu.

Ten genom ma wszystkie insercje i delecje oraz różnice w liczbie kopii. To daje nam zupełnie inny pogląd.

DZIECI : Jakie jest najbardziej ekscytujące odkrycie do tej pory?

CV : Dla mnie najbardziej ekscytującym odkryciem jest to, że zmienność między ludźmi jest znacznie wyższa niż oczekiwano na podstawie wersji ludzkiego genomu sporządzonych w 2001 roku. W rzeczywistości może być nawet dziesięciokrotnie wyższa: zamiast być w 99,9 procentach identyczna , jest bardziej podobny w 99 procentach. Pocieszająca jest świadomość, że nie jesteśmy niemal identycznymi klonami, jak wiele osób myślało siedem lat temu.

DZIECI : Jak naukowcy wykorzystają sekwencję twojego genomu?

CV : Będzie służyć jako genom referencyjny. Jest to prawdopodobnie pierwszy i ostatni raz, kiedy ktokolwiek poświęci czas, pieniądze i energię na sekwencjonowanie genomu diploidalnego przy użyciu bardzo dokładnego sekwencjonowania Sangera. Przyszłe genomy, takie jak te z 454 lub Personal Genome Project George'a Churcha, zostaną nałożone na [istniejące] dane, dodając do kompletności tego genomu. (Zobacz Projekt osobistego genomu .) [Tradycyjna metoda sekwencjonowania Sangera, używana w projekcie ludzkiego genomu i do generowania sekwencji Ventera, generuje dłuższe fragmenty DNA niż nowsze metody, takie jak ta używana przez 454, co ułatwia składanie zachodzące na siebie kawałki.]

DZIECI : James Watson opublikował wersję własnego genomu na początku lata. Czym różni się twoja?

CV : Nie opublikowano jeszcze nic na temat jego genomu, więc nie mamy pojęcia. Ale jak rozumiem, w przeciwieństwie do prawdziwego składania genomu, zsekwencjonowali krótkie fragmenty, które są nakładane na sekwencję składaną w NIH. Jest więc wiele różnic technicznych, ale dopóki nie zostanie opublikowany, tak naprawdę nie będziemy wiedzieć.

DZIECI : Od kilku lat masz sekcje swojego genomu w domenie publicznej. Masz jeszcze jakieś przemyślenia na temat umieszczenia całej wysokiej jakości sekwencji?

CV : Nie. Przyklaskuję też Watsonowi za to, że to zrobił. Kluczową częścią przesłania tutaj jest to, że ludzie nie powinni bać się swoich kodów genetycznych ani bać się, że inni je zobaczą. Jest to sprzeczne z poglądem, że jest to niebezpieczna informacja, którą należy trzymać pod kluczem. Nie były tylko nasz kod genetyczny. Bardzo niewiele fragmentów kodu będzie można zinterpretować lub zastosować w 100 procentach.

DZIECI : Czy przeszukałeś swój genom pod kątem mutacji związanych z chorobą?

CV : Tak. W październiku ukaże się książka o nazwie Rozszyfrowane życie gdzie przyglądam się wielu wariantom i staram się umieścić je w kontekście mojego życia. Na przykład, mam wysokie statystyczne prawdopodobieństwo posiadania niebieskich oczu, ale na podstawie mojego genomu nie można mieć stuprocentowej pewności, że je mam. Przesłanie jest takie, że wszystko w naszych genomach będzie statystyczną niepewnością. Naprawdę dopiero zaczynamy się tego uczyć.

Wcześniej opublikowane genomy nie reprezentują nikogo, więc nie możemy na ich podstawie interpretować biologii człowieka. Ale teraz możemy zacząć wnioskować o ludzkim genomie. Będziemy potrzebować dziesiątek tysięcy, a nawet milionów genomów, aby stworzyć bazę danych, która pozwoliłaby na interpretację wielu rzadkich wariantów i ich znaczenia. To zajmie dziesięciolecia.

DZIECI : Ile kosztował projekt?

CV : Celem nie było sprawdzenie, jak tanio możemy zsekwencjonować genom; chodziło o sprawdzenie, jak dokładnie potrafimy to zrobić. Na przestrzeni lat był to projekt wart wiele milionów dolarów.

ukryć