История изучения генома человека

1983: Национальные Лос-Аламосская и Ливеморская лаборатории США начали создавать космидные клонотеки хромосом

1985: Первая конференция в Санта-Фе по созданию проекта " Геном человека"

1986: Департамент энергетики (DOE) объявляет о создании проекта " Геном человека" (5, 3 млн. долл.)

1987: Национальный институт здоровья (NIH) начинает финансировать проект; объявлена 15-летняя программа

1988: Национальный институт здоровья (NIH) и Департамент энергетики подписывают

меморандум о взаимопонимании. Создана международная организация " Геном человека" (Human Genome Organization, HUGO); Первая конференция по " Геному человека" в лаборатории Колд Спринг Харбор, США

1989: Для выявления перекрывания и относительного расположения клонов

рекомендованы DNA-sequence-tagged sites (STSs); DOE и NIH создают

Объединенную рабочую группу по Этическим, юридическим и социальным

аспектам (ELSI) и выделяют соответственно 3% и 5% от финансирования

проекта на ELSI

1990: Представлен первый 5-летний план DOE и NIH, начинается 15-летняя программа

1991: Создана геномная база данных Genome Database (GDB)

1992: Опубликована карта генетического сцепления генома человека, обладающая низким разрешением; Фонд Wellcome Trust создает Сэнгеровский центр в Хинкстоне рядом с Кембриджем в качестве главного центра проекта " Геном человека" в Великобритании

1993: Основан консорциум IMAGE (Интегральный молекулярный анализ генома и

его экспрессии; хранилище клонов и клонотек), пересматривается 5-летний план

1994: Цель проекта - картирование генома человека - достигнута на один год раньше запланированного

1995: Расшифрованы первые полные геномы бактерий (Haemophilus. influenzae,

Mycoplasma genitalium); Опубликована физическая карта 15000 экспрессирующихся последовательностей (EST); Комиссия по равным возможностям при найме на работу включает генетические данные в " Закон о защите нетрудоспособных американцев" (ADA)

1996: Расшифрован геном пекарских дрожжей (Saccharomyces cervisiae). Закон о

медицинском страховании запрещает использование данных генетического

обследования для принятия решений при заключении договоров медицинского

страхования (данные можно использовать при прогнозировании здоровья групп

населения, но не политики в отношении определенных людей)

1997: Расшифрован геном Escherichia coli; основан Национальный институт геномных

исследований (NHGRI); Конференция в Бермудах по координации мировых

исследований генома человека еще раз провозглашает принцип общедоступности

всех данных по Проекту

1998: Расшифрованы геномы круглого червя (C. eleg,) и туберкулезной палочки

Mycobacterium tuberculosis.

Основана компания Селера дженомикс (Celera Genomics), которая начала соревнование за расшифровку генома человека с

мировым научным сообществом; NIH и DOE приняли второй 5-летний план,

рассчитанный до 2003 года; cоздана карта GeneMap’98 с 30, 000 маркеров; Фонд

Wellcome Trust увеличил финансирования от 1/6 до 1/3 от всего

финансирования программы " Геном человека"

1999: Цели Проекта " Геном человека" близки к достижению: завершение чернового

варианта запланировано на 2000; г.; полностью расшифрована нуклеотидная

последовательность хромосомы 22.

2000: Завершено определение нуклеотидной последовательности хромосом 5, 15, 19, 21; расшифрован геном плодовой мушки D. melanogaster; завершена черновая расшифровка 90% последовательности генома человека.

2001: Завершено создание черновой версии нуклеотидной последовательности генома человека

2003: Закончена чистовая версия последовательности генома человека.

Достигнуты цели, заявленные в исходном проекте " Геном человека" США.

Утвержден план геномных исследований на следующий этап.

Все эукариоты (то есть организмы, клетки которых содержат ядро, в отличие от бактерий, которые не имеют ядра и называются прокариотами) имеют гены сложной структуры, разделенные на экзоны и интроны. Биологический смысл такого разделения еще не вполне ясен.

Большинство генов человека разделены на экзоны и интроны, за исключением генов митохондрий и немногочисленных ядерных генов. При экспрессии генов и экзоны, и интроны транскрибируются с образованием пре-мРНК. Интроны удаляются затем в процессе сплайсинга РНК, в результате чего образуется зрелая молекула мРНК, которая кодирует полипептид. Экзоны - это последовательности, которые представлены в зрелой мРНК. Часть экзонов кодирует белки, тогда как другие - не кодируют. Например, экзоны, находящиеся на 3-’ или 5’ -концах мРНК, могут не транслироваться в белки.

6.3.4. Перспективы проекта «Геном человека»

Работа над интерпретацией данных генома находится всё ещё в своей начальной стадии. Ожидается, что детальное знание человеческого генома откроет новые пути к успехам в медицине и биотехнологии. Ясные практические результаты проекта появились ещё до завершения работы.

Несколько компаний, например «Myriad Genetics (англ.)», начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди, нарушения свёртываемости крови, кистозный фиброз, заболевания печени и многим другим.

Также ожидается, что информация о геноме человека поможет поиску причин возникновения рака, болезни Альцгеймера и другим областям клинического значения и, вероятно, в будущем может привести к значительным успехам в их лечении.

Ожидается множество полезных для биологов результатов. Например, исследователь, изучающий определённую форму рака может сузить свой поиск до одного гена. Посетив базу данных человеческого генома в сети, этот исследователь может проверить что другие учёные написали об этом гене включая (потенциально) трехмерную структуру его производного белка, его функции, его эволюционную связь с другими человеческими генами или с генами в мышах или дрожжах или дрозофиле, возможные пагубные мутации, взаимосвязь с другими генами, тканями тела в которых ген активируется, заболеваниями, связанными с этим геном или другие данные.

Более того, глубокое понимание процесса заболевания на уровне молекулярной биологии может предложить новые терапевтические процедуры. Учитывая установленную огромную роль ДНК в молекулярной биологии и её центральную роль в определении фундаментальных принципов работы клеточных процессов, вероятно, что расширение знаний в данной области будет способствовать успехам медицины в различных областях клинического значения, которые без них были бы невозможны.

Анализ сходства в последовательностях ДНК различных организмов также открывает новые пути в исследовании теории эволюции. Во многих случаях вопросы эволюции теперь можно ставить в терминах молекулярной биологии. И в самом деле, многие важнейшие вехи в истории эволюции (появление рибосомы и органелл, развитие эмбриона, иммунной системы позвоночных) можно проследить на молекулярном уровне. Ожидается что этот проект прольёт свет на многие вопросы о сходстве и различиях между людьми и нашими ближайшими сородичами (приматами, а на деле и всеми млекопитающими).

Проект определения разнообразия человеческого генома (англ.) (HGDP), отдельное исследование, нацелено на картирование участков ДНК, которые различаются между этническими группами. В будущем HGDP, вероятно, сможет получить новые данные в области контроля заболеваний, развития человека и антропологии. HGDP может открыть секреты уязвимости этнических групп к отдельным заболеваниям и подсказать новые стратегии для их преодоления. Он может также показать, как человеческие популяции адаптировались к этим заболеваниям.

2010 год – генетическое тестирование, профилактические меры, снижающие риск заболеваний, и генная терапия до 25 наследственных заболеваний. Медсёстры начинают выполнять медико-генетические процедуры. Широко доступна преимплантационная диагностика, активно обсуждаются ограничения в применении данного метода. В США приняты законы для предотвращения генетической дискриминации и соблюдения конфиденциальности. Практические приложения геномики доступны не всем, особенно это чувствуется в развивающихся странах;

2020 год – на рынке появляются лекарства от диабета, гипертонии и других заболеваний, разработанные на основе геномной информации. Разрабатывается терапия рака, прицельно направленная на свойства раковых клеток определенных опухолей. Фармакогеномика становится общепринятым подходом для создания многих лекарств. Изменение способа диагностики психических заболеваний, появление новых способов их лечения, изменение отношения общества к таким заболеваниям. Практические приложения геномики все еще доступны далеко не везде;

2030 год – определение последовательности нуклеотидов всего генома отдельного индивида станет обычной процедурой, стоимость которой менее $1000. Каталогизированы гены, участвующие в процессе старения. Проводятся клинические испытания по увеличению максимальной продолжительности жизни человека. Лабораторные эксперименты на человеческих клетках заменены экспериментами на компьютерных моделях. Активизируются массовые движения противников передовых технологий в США и других странах;

2040 год – Все общепринятые меры здравоохранения основаны на геномике. Определяется предрасположенность к большинству заболеваний (ещё до рождения). Доступна эффективная профилактическая медицина с учетом особенностей индивида. Болезни определяются на ранних стадиях путем молекулярного мониторинга. Для многих заболеваний доступна генная терапия. Замена лекарств продуктами генов, вырабатываемыми организмом при ответе на терапию. Средняя продолжительность жизни достигнет 90 лет благодаря улучшению социо-экономических условий. Проходят серьезные дебаты о возможности человека контролировать собственную эволюцию. Неравенство в мире сохраняется, создавая напряженность на международном уровне.