Nauka

Prawdziwy przełom w sekwencjonowaniu genomów: będzie znacznie taniej i szybciej

MH
Marcin Hołowacz
1

Zespół naukowców z Baylor College of Medicine, Rice University, Texas Children's Hospital oraz Broad Institute of MIT and Harvard opracował nowy sposób sekwencjonowania genomu (informacji o pełnym składzie materiału genetycznego), który jest znacznie szybszy, a do tego tańszy.

Human Genome Project

Projekt poznania ludzkiego genomu (human genome project) został rozpoczęty w 1990 roku, trwał ponad 10 lat i kosztował kilka miliardów dolarów. Pozwoliło to na poznanie sekwencji całego genomu człowieka i było efektem połączonej pracy naukowców w międzynarodowej skali. Mając to za sobą, możemy czerpać korzyści chociażby w zakresie diagnostyki medycznej, dzięki temu że dysponujemy referencyjnymi sekwencjami.

Najtrudniejszym i najdroższym wyczynem jest poznanie genomu jakiegoś gatunku od podstaw. Gdybyśmy dysponowali tanią i szybką metodą dla takiego przedsięwzięcia, moglibyśmy sekwencjonować genomy różnych gatunków na większa skalę i przyczyniać się do powstawania wielkiej bazy danych tego typu.

Przełom w sekwencjonowaniu genomów

Zespół naukowców pochodzących się z kilku instytucji wymienionych na samym początku wpisu, pochwalił się wynikami swojej praco, których efektem jest metoda nazwana „3D genome assembly”. Nie chodzi tu o porównywanie różnych sekwencji DNA z referencyjnymi sekwencjami genomu, co swoją drogą ma swoje niedoskonałości, ponieważ czasem wykrycie schorzenia genetycznego u jakiegoś pacjenta, mogłoby być możliwe dopiero po uzyskaniu jego indywidualnego genomu. Jednak jak mówi dr Aviva Presser Aiden z Pediatric Global Health Program w Texas Children's Hospital, nie ma możliwości przeznaczania milionów dolarów na leczenie pojedynczych osób.

3D genome assembly

„3D genome assembly” ma stanowić wydajną metodę na pozyskiwanie takiego genomu referencyjnego, a więc np. sekwencjonowania genomu poszczególnych ludzi albo nowych gatunków, do których się jeszcze nigdy nie przymierzano. Olga Dudchenko, która prowadziła opisywane badania, tłumaczy:

Nasza metoda różni się od tradycyjnego podejścia. Kilka lat temu, nasz zespół opracował eksperymentalny sposób pozwalający na określanie tego, w jaki sposób dojdzie do zwinięcia się 2 metrowego genomu człowieka (nasza nić DNA ma 2 m po rozwinięciu, jednak przechowujemy ją w bardziej oszczędnej formie) w ludzkiej komórce.

Takie „mapy składania/zwijania” pozwalają naukowcom na rozpracowanie sekwencji genomu. W dodatku stosowanie metody sekwencjonowania typu „3D assembly” jest na tyle niedrogie, że Olga Dudchenko porównuje to do wykonywania rezonansu magnetycznego (MRI) – pod względem przystępności dla pojedynczego pacjenta.

Human Genome Project dla każdego!

Jeżeli metoda faktycznie zostanie wdrożona przy leczeniu ludzi (np. wykrywaniu chorób genetycznych), to można tu mówić o rewolucyjnej zmianie. Najlepiej opisuje to sama pani Dudchenko, która tłumaczy, że to tak jakby zrezygnować z wykorzystywania efektów pracy słynnego „Human Genome Project” (krótko opisanego powyżej) i zamiast tego realizować takie HGP za każdym razem dla danego pacjenta.

Poza tym, poznawanie genomów zupełnie nowych gatunków będzie dzięki temu znacznie przystępniejsze. Żeby nie rzucać słów na wiatr, zespół wykorzystał swoją metodę do zsekwencjonowania genomu komara (Aedes aegypti), który roznosi wirus Zika. Dzięki takim dokonaniom ludzkość uzyskuje nowe możliwości na walkę z rozprzestrzenianiem się wirusa, np. zrozumienie jakie modyfikacje genetyczne pozwoliłyby na stworzenie odmiany komara, która przestanie roznosić wspomniany wirus.

Źródło 1, 2

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu

Więcej na tematy:

naukadna