7. A Humán Genom Projekt (HGP)

Ahogy a DNS szekvenálási technikák egyre hatékonyabbak lettek, egyes kutatókban felmerült annak a lehetősége, hogy le lehetne olvasni a teljes emberi DNS állományt. Nem kis feladat lenne ez, hiszen az emberi DNS 3 milliárd bázispárból áll. Amikor először merült fel az ötlet 1986-ban egy bázis leolvasásának átlagos költsége1-2$ között volt, a feladathoz tehát a legjobb esetben is 3 milliárd dollárra lett volna szükség (csak összehasonlításképpen 2004 és 2006 között ennek az összegnek a kétszerese érkezett Magyarországra EU támogatásként).

Nem fogadta teljesen osztatlan lelkesedés a tervet. Nem egy kutató fejtette ki fenntartásait. Nézzük meg az érveket és az ellenérveket:

PRO

• Az emberi genom megismerésével megismerhetjük az összes emberi gént, azokat a gyógyításban felhasználhatjuk.
• A munka során számos technikai újítás is keletkezik majd, ami az egész biológiára nagy hatással lehet (ahogy az űrkutatás volt a fizikára, technikára).
• A teljes szerkezet ismeretével lehetővé válik a gének közötti hatások feltárása is. A genetikát követő új korszak, a genomika veheti kezdetét.

CONTRA

• Az emberi szervezetben működő anyagok a fehérjék, azokat pedig nem a teljes DNS-ből, hanem az mRNS-ek vizsgálatával tárhatjuk fel.
• Az emberi DNS 90%-a nem kódoló szemét DNS, minden arra ilyen részlet leolvasására fordított dollár kidobott pénz.
• Az egyes népcsoportok és egyedek közti különbségek olyan nagyok, hogy néhány személy DNS-ének leolvasásával közel sem kapunk képet az emberi genomról.

Természetesen a vita ennél sokkal többet tartalmazott és sokkal hevesebb is volt.

7.1 Te melyik álláspontot támogatnád? Hogyan érvelnél?

Nagy lökést jelentett, mikor 1988-ban James D. Watson a DNS szerkezetének egyik felfedezője is csatlakozott a támogatók közé. Az ő vezetésével alakult meg 1990-ben az a nemzetközi csoport, ami 15 év alatt tervezte leolvasni a teljes emberi genom 95%-át. A nemzetközi együttműködésben az USA mellett Nagy-Britannia, Franciaország, Japán, Kína és Németország is részt vett.

A kutatócsoportnak számos problémát kellett megoldania. Az egyik legnehezebb a sok ismétlődő rész leolvasása volt. Mivel a didezoxi módszer a legjobb esetben is csak 500 bázis hosszúságú szakaszok olvashatók le vele megbízhatóan, a genomot tehát ekkora darabokra kell tördelni és aztán a darabokat a megfelelő sorrendbe is kell állítani. Ahol a genom sok gént tartalmaz ez nem gond, hiszen az átfedések alapján ez könnyen megtehető. Viszont aki már rakott ki sokezer darabos puzzle-t, tudja jól, hogy a legnehezebb az eget vagy a tengert kirakni, amiben a nagy kékség mellett alig van valami támpont. Ugyanez a helyzet a sokezer példányban ismétlődő szekvenciákkal, a legnagyobb számítógépek kapacitása kell ahhoz, hogy az összeillesztést el tudják végezni.

Minden nehézség ellenére a munka haladt előre. Hét embert választottak véletlenszerűen a világ minden tájáról, akiknek a teljes DNS-ét vizsgálták. 1992-ben Watson lemondott a projekt vezetéséről, mivel ellenezte azt az amerikai gyakorlatot, hogy a felfedezett génekre (még mielőtt bárki sejtené, hogy mire is valók) az intézetek szabadalmat jelentettek be, tehát bárki később az adott fehérjéket módosító vagy célzó gyógyszert vagy eljárást fejleszt ki, jogdíjat köteles fizetni az intézetnek. Később a bíróság úgy döntött, hogy valóban nem lehet olyan dologra szabadalmat bejegyezni, aminek a pontos célját nem ismeri a felfedező.

1998-ban a korábban a HGP-nél is dolgozó Craig Venter megalapította a Celera Genomics nevű céget, ami egy új eljárással, sokkal gyorsabban (bár némileg pontatlanabban) ígérte a genom leolvasását. Szemben a HGP-vel, a Celera mindezt üzleti alapon próbálta megtenni, eredményeit nem naponta, csak negyedévente tette közkinccsé és korlátozta azok szabad felhasználását. A verseny gyorsításra ösztökélte a HGP-t is, miközben egyre jobban elmérgesedett a viszony a két csoport között. Végül a politika avatkozott közbe, az USA elnöke, Bill Clinton érte el, hogy a két csoport közösen jelentse be az úgynevezett első olvasat elkészültét 2000-ben (öt évvel korábban, mint eredetileg tervezték). A Celera abba is belegyezett, hogy szabadon kutathatóvá teszi eredményeit (ezáltal üzleti modellje is zátonyra futott), hamarosan menesztették is Ventert a cég éléről, aki vidáman közölte, hogy az általuk leolvasott genom az övé volt.

A HGP számos tanulsággal szolgált a kutatók számára, és nem túlzás azt állítani, hogy az elmúlt ötven év legnagyobb horderejű tudományos eredménye. Nem hozott azonban olyan átütő technikai újításokat, mint amit eredetileg vártak tőle. Érdekes módon a HGP befejezése (2003) évében mutatták a szekvenálás egy radikálisan új módszerét (piroszekvenálás), amivel az emberi genom két hónap alatt leolvasható.

Tapasztalatokban azért nincs hiány. Az első megdöbbenést az okozta, hogy milyen kevés gént is tartalmaz a humán genom. A korábbi becslés alapján 100 000 gént vártak, de a teljes szekvencia elkészülte után egyértelmű lett, hogy alig 30 000 van csak benne. Ez persze nem jelenti azt, hogy csak ennyi fehérje lenne a genomban, hiszen egy-egy DNS szakaszról az mRNS átszabásával (splicing) többféle fehérje is készíthető.

Másik fontos tapasztalat az volt, hogy milyen kevés is, amit valójában tudunk. Mintha megtaláltunk volna egy több ezer kötetes könyvtárat, de anélkül, hogy ismernénk a nyelvet, vagy akár csak az írást is. A munka nagyja, az eredmények értelmezése tehát még hátra van.

Egyértelművé vált az is, hogy az élőlények működését csak nagyon felületesen írja le a DNS a RNS a fehérje összefüggés (a genetika úgynevezett centrális dogmája), hiszen legalább olyan fontos az, hogy mi szabályozza azt, mikor milyen gének aktívak. Ez a jelenség a génreguláció, jelen pillanatban a kutatások középpontjában áll. Úgy tűnik a korábban szemétnek hitt nem kódoló DNS-nek nagyon fontos szerepe van abban, hogy megszabja, hogyan fejeződnek ki az egyes gének.

Sok betegségről tisztázódott az is, hogy van genetikai háttere. Ezek a felfedezések azonban a sajtóban általában megtévesztő címeken szerepelnek. Amikor arról olvasunk, hogy megtalálták a hűtlenség génjét , akkor többnyire arról van szó, hogy találtak egy olyan allélt, ami lényegesen nagyobb valószínűséggel fordul elő a hűtlenekben, mint a hűségesekben. De általában arról már nem írnak, hogy mekkora ez a különbség, lehet, hogy a hűtlenek 20%-ában található meg, míg a hűségeseknek csak 12%-ában. Ez csak annyit jelent, hogy a hűtlenségben lehet valamekkora szerepe a génnek. Ezek a vizsgálatok mégis nagyon fontosak lehetnek az egyes betegségek egyéni kockázati tényezőinek megismerésében.

7.2 Írd be egy keresőbe, hogy megtalálták génjét és tanulmányozd végig a cikkeket!