Hgp: High-Performance Made in Germany — HGP Turbonachrüstung GmbH

© 1998-2021 ООО «Элком».

© 1998-2021 ООО «Элком».

Шестеренчатый насос HGP-1A | Taiwantrade.com

Шестеренчатый насос HGP-1A

Ключевые особенности

1. Информация о продукте

Категория продукта: Шестеренчатый насос

Пункт: Шестеренчатый насос HGP-1A

Бренд: HYDROMAX

Модель: HGP-1A

Страна происхождения: Тайвань

2. Коды заказов

3. Спецификация

Упаковка: Картон

Цвет: серебристый

4. Контактная информация

Благодарим вас за проверку этого продукта.

Надеюсь, мы сможем предоставить вам наши услуги в ближайшее время.

Платежные реквизиты для автономных заказов

• Минимальный заказ : 1 Единицы

Your inquiry has been sent

Mr.Bruce Kao , HYDROMAX INDUSTRY CO.

Вставьте шаблон

Загрузить файлы расширения: htm, html, doc, docx, pdf, txt, jpg, gif, png, odt, ods. Максимум 3 файла (10MB всего)

Общий размер:0

Порекомендуйте подходящих поставщиков, если этот поставщик не свяжется со мной в течение 2 рабочих дней.

Please fill in all required fields.

Проект «Геном человека» в 2020 году Hindsight

Действительно, благодаря HGP катапультировались целые поля. «[HGP] является основным достижением, лежащим в основе того, что было достигнуто в области исследований в области генной терапии, и того, над чем мы продолжаем работать», — отмечает Федерико Мингоцци, доктор философии, главный научный сотрудник Spark Therapeutics. HGP, продолжает он, «предоставил дорожную карту генетической информации, необходимой для того, чтобы принести пациентам первую генную терапию генетического заболевания [Luxturna] в Соединенных Штатах.”

Вклад в другие области, такие как синтетическая биология, может быть менее очевиден, но не менее важен. Кейт Робисон, доктор философии, давний блогер по геномике на сайте omicsomics.blogspot.com, говорит GEN , что в области синтетической биологии «распространение технологий из HGP означает, что у нас есть инструменты как для исследования биологического мира, так и для его изучения. использовать секвенирование для проверки наших проектов и в качестве считывания ».

Одна отрасль, которая не могла бы существовать без HGP, — это личная генетика. Эрик Грин, доктор медицинских наук, преемник Коллинза на посту директора NHGRI, говорит GEN , что он «не ожидал, что геномная медицина станет реальностью в течение моей карьеры, возможно, даже при моей жизни». Но он отмечает, что одним из достижений HGP является «первоначальное осознание значимого применения геномики в медицинской практике во время активной карьеры тех, кто работал на передовой HGP, в отличие от долгого времени после карьеры этих людей. были закончены. »

Робисон указывает на гиперперсонализированные методы лечения редких заболеваний и перспективы «положить конец диагностическим одиссеям» для детей с заболеваниями, которые были диагностированы с помощью полногеномного или полногеномного секвенирования. В последнее время были замечены интересные случаи, когда лекарства перепрофилировались для отдельных пациентов или делались трансплантаты — например, новаторская история олигонуклеотидной терапии, разработанной для одного конкретного пациента с редким, фатальным нейродегенеративным состоянием, о которой сообщалось в прошлом году в Новой Англии. Медицинский журнал группы, возглавляемой Тимоти Ю, доктором медицинских наук, доцентом педиатрии Гарвардской медицинской школы.

Дина Черч, доктор философии, старший директор по приложениям для млекопитающих в Inscripta, которая была одним из первых членов команды HGP, соглашается с тем, что диагностика редких заболеваний представляет собой действительно значительный прогресс.Она также ставит диагностику рака на первое место в своем списке. Способность секвенировать геномы рака «изменила наше представление о раке и его лечении» — от сосредоточения внимания на месте происхождения до понимания того, что опухоли, обнаруженные в разных местах тела, могут возникать в результате одних и тех же мутаций. Осознание этого, добавляет она, предполагает, что опухоли, поражающие разные части тела, можно лечить с помощью одних и тех же лекарств.

HGP был «одним из крупнейших совместных научных экспериментов в мире», — отмечает Мингоцци.Развивая этот вопрос, Карлтон заявляет, что одним из постоянных вкладов HGP является «положительный прецедент для сотрудничества между государственными и частными организациями».

Сборка генома была предпринята двумя конкурирующими группами — консорциумом под руководством правительства HGP и Celera Крейга Вентера — с использованием разных подходов и различных методов работы. Все это объединилось для совместного объявления в Белом доме и, восемь месяцев спустя, одновременных публикаций в Nature и Science .

Felsenfeld больше всего гордится тем, как он «собрал вместе действительно выдающихся ученых для работы над проектом, который был важным, но не мог быть реализован без сотрудничества». Эта модель большой биологии, утверждает Фельзенфельд, была воспроизведена «во многих консорциумах, преследующих сложные проекты». С этим связана этика «проекта ресурсов сообщества», заключающаяся в депонировании больших наборов данных перед публикацией, чтобы они могли использоваться сообществом. Это похвальный идеал, который сейчас является обязательным для крупных проектов, но требует много усилий для достижения.

Примеру, установленному HGP, последовали многочисленные крупномасштабные геномные инвентаризации: Энциклопедия элементов ДНК выберите ENCODE union — общественное исследовательское усилие, которое выявило функциональные элементы в геномах человека и мыши; HapMap, международный проект по разработке карты гаплотипов; Проект «1000 геномов» — попытка создать наиболее подробный каталог генетических вариаций человека; и недавно созданный Международный альянс по общим заболеваниям, инициатива, которая носит девиз «Карты механизмов в медицину» и направлена ​​на использование генетики человека для понимания и лечения распространенных болезней.

Успехи в области геномных исследований и медицины после празднования Белого дома не подлежат сомнению. Однако это не относится и к ограничениям эталонного генома. Основное ограничение нынешней ссылки связано со сложностью геномных вариаций в человеческих популяциях и тем, что Грин называет «проблемами захвата и представления бесчисленных возможных« версий »человеческого генома, встречающихся у нашего вида, — все относительно одной ссылки.«Разработка более надежных подходов для усвоения и визуализации этой вариации относительно эталонной последовательности представляет собой важную область исследований», — отмечает он.

В прошлом году NHGRI объявил о выделении примерно 30 миллионов долларов на поддержку исследований с этой целью. Фонды поддерживают мультиинституциональные центры секвенирования, которые расширят текущий эталонный геном человека с единственной линейной эталонной последовательности до набора различных геномов в попытке создать пангеном человека. Программа сравнения генома человека направлена ​​на секвенирование до 350 различных геномов человека для включения последовательностей, которые являются более широко репрезентативными.

Некоторые ученые предпринимают шаги для увеличения количества геномного разнообразия, по одному эталонному геному за раз. Лаборатория Стивена Зальцберга, доктора философии, профессора биомедицинской инженерии, информатики и биостатистики в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса (JHU) — соавтора оригинального исследования генома человека Celera — недавно сообщила о данных о последовательности ДНК, отсутствующих в справочнике. геном.Анализ группы данных из 910 человек африканского происхождения показал, что в эталонном геноме отсутствует примерно 300 миллионов пар оснований — почти 10% всего эталонного генома.

В недавнем препринте лаборатории Зальцберга описывается первая попытка создать альтернативный эталонный геном человека, основанный на глубоком секвенировании индивидуума ашкенази. В ходе работы был собран и аннотирован геном индивида ашкенази, и был создан новый эталонный геном человека, ориентированный на конкретную популяцию.

Зальцберг сообщает GEN , что его группа в восторге от нового эталонного генома и надеется использовать те же методы для создания других примеров. Он заявляет, что «комбинация очень длинных и коротких чтений, оба из которых очень глубоко секвенированы у одного человека, может дать действительно хороший эталонный геном». Он добавляет, что если вы также сможете упорядочить родителей, «это может быть даже лучше».

применений проекта «Геном человека» для медицины | Генетика и геномика | JAMA

2000 год ознаменовал начало нового тысячелетия и объявление что подавляющее большинство генома человека секвенировано.Остается много работы чтобы понять, как эта «инструкция по биологии человека» выполняет свои множество функций. Но последствия для практики медицины скорее всего, будут глубокими. Генетическое прогнозирование индивидуальных рисков заболевания и отзывчивость к лекарствам станет основным направлением медицины в следующем десять лет или около того. Разработка дизайнерских наркотиков на основе геномного подхода для нацеливания на молекулярные пути, которые нарушены при болезни, последуют вскоре после.Возможное злоупотребление генетической информацией, например дискриминация при получении медицинской страховки и на рабочем месте необходимо будет решить быстро и эффективно. Геномная медицина возлагает большие надежды революционизировать диагностику и лечение многих болезней.

До недавнего времени многие врачи и другие медицинские работники считала медицинскую генетику прерогативой специалистов третичного уровня медицинские центры, которые потратили свое время на оценку необычных случаев менделевской расстройства, синдромы врожденных пороков или хромосомные аномалии.Спросил, есть ли генетика была частью их повседневной практики, большинство врачей первичной медико-санитарной помощи сказал бы нет. Это все скоро изменится.

Безусловно, у детей встречается множество заболеваний. и взрослые, у которых есть сильная, действительно преобладающая генетическая основа. Непрерывно обновленный онлайн-список Mendelian Inheritance in Man (OMIM), содержащий многие тысячи таких условиях, ¹ , но предлагает слишком узкую взгляд на вклад генетики в медицину.За исключением некоторых случаев травмы, справедливо сказать, что практически каждое человеческое заболевание имеет наследственную составная часть. ² В то время как распространенные заболевания, такие как сахарный диабет, болезни сердца, рак и основные психические заболевания, не следуют менделевским образцам наследования, есть достаточно доказательств из исследования близнецов и родословных на протяжении многих десятилетий, показывающие, что все эти расстройства имеют важные наследственные влияния. На самом деле, для многих распространенных болезней В развитых странах самым надежным предиктором риска является семейный анамнез.

Роль наследственности в большинстве болезней, таким образом, сама по себе не является новым откровением. Но в прошлом считалось маловероятным, что с этим можно многое сделать. информация, кроме руководства медицинским наблюдением, основанная на заботливой семье анамнез. В настоящее время происходят кардинальные изменения, и вполне вероятно, что молекулярная Вскоре будет обнаружена основа этих наследственных влияний на общие болезни. Хотя в среднем количественный вклад наследственности в этиологические характеристики таких заболеваний, как сахарный диабет или гипертония, могут быть скромный, раскрытие путей, вовлеченных в патогенез болезни, будет иметь широкие последствия, указывающие также на возможные триггеры окружающей среды.Последствия для диагностики, профилактической медицины и терапии будут быть глубоким.

Генетика в ХХ веке

Весной 1900 года 3 разных исследователя заново открыли законы. ³ С признанием Гаррода их заявки человеческим врожденным ошибкам метаболизма наука человеческая генетика приобрела фундамент.Но спустя полвека Уотсону и Крику оставалось только раскрывают химические основы наследственности, выясняя двойную спиральная структура ДНК. ⁴ Роль РНК как посланник и генетический код, позволяющий транслировать РНК в белок возникла в течение следующих 15 лет. За этим последовало появление рекомбинантных ДНК-технология 1970-х годов, позволяющая получать чистые препараты. определенного сегмента ДНК. Однако секвенирование ДНК было трудным до тех пор, пока Сэнгер и Гилберт независимо друг от друга разработали методы секвенирования ДНК в 1977 году. ^{5 , 6} (Действительно замечательно, что Sanger дидезокси метод секвенирования ДНК остается основной технологией, на которой Генетическая революция строится, хотя и с большими достижениями в области автоматизации анализа, проведенного за последние 15 лет.)

Использование вариабельных ДНК-маркеров для анализа сцепления заболеваний человека был разработан в 1980 году. ⁷ Картирование нарушений по связям ранее были сильно ограничены относительно небольшим числом пригодных маркеров белка, таких как группы крови.Представление о том, что любой менделевец расстройство может быть сопоставлено с хромосомной областью, вызвавшей воображение генетики. Ранний и ошеломляющий успех этого подхода, отображение ген болезни Хантингтона в хромосоме 4 в 1983 году вселил уверенность в себе. к этому авантюрному новому подходу. ⁸ Но доказана трудность перехода от связанного маркера к фактическому очагу заболевания глубоко сложно. Потребовались годы работы, чтобы нанести на карту регион-кандидат. и поиск потенциальных генов-кандидатов, и многие исследователи в 1980-х гг. стремился к более систематическому подходу к геному.

В то же время потенциальные достижения в области картографии и технологии секвенирования руководил некоторыми научными руководителями, особенно в Министерстве энергетики США, предложить возможность организованных усилий по секвенированию всего человеческого геном. В конце 1980-х годов по поводу таких предложений бушевали споры. многие в научном сообществе были глубоко обеспокоены тем, что это было технологически невозможно и, вероятно, потребует огромных объемов финансирования, которое может быть взято прочь от других более продуктивных исследований, основанных на гипотезах.Но с сильным поддержка панели Национальной академии наук, ⁹ и энтузиазм нескольких лидеров Конгресса США, Проект «Геном человека» (HGP) был инициирован в США Национальным институтом здравоохранения. и Министерство энергетики в 1990 году. ¹⁰

С самого начала было понятно, что подробный набор планов и этапов будет необходимо для проекта такого масштаба.Технология переноски реальное крупномасштабное секвенирование не продвинулось до такой степени, чтобы чтобы справиться с 3 миллиардами пар оснований человеческого генома в 1990 году, а также необходимые карты генома в руке, чтобы обеспечить основу для этих усилий.

Под руководством Джеймса Ватсона было решено сфокусировать первую 5 лет HGP по разработке генетических и физических карт геном человека, который сам по себе представлял бы большую ценность для ученых, охотящихся для генов болезней.HGP также занимается картированием и упорядочиванием более простых модельные организмы, такие как бактерии, дрожжи, аскариды и плодовая муха. ^{9 -12} Значительный инвестиции были вложены в совершенствование техники. Пожалуй, самая необычная особенность для предприятия фундаментальной науки от 3% до 5% бюджета было зарезервировано начало исследования этических, правовых и социальных последствий это ожидаемое ускорение получения генетической информации о нашем виде. ¹⁰ В прошлом этический, правовой и социальный анализ последствий научной революции часто перекладывали на другие группы вне научного мейнстрима или бездействовали до тех пор, пока не разразится кризис. На этот раз целью было вдохновить когорту специалистов по этике, социологов, ученых-юристов, богословов и других лиц для решения грядущих дилемм, связанных с повышенными знаниями о геноме, от социальной и правовой дискриминации на основе генетики к более философским вопросам, таким как генетический детерминизм.

HGP с самого начала была международной. Хотя Соединенные Государства вложили самые крупные инвестиции, внесены важные вклады многими странами, включая Великобританию, Францию, Германию, Японию, Китай и Канаду. Первоначальный план ⁹ предусматривал завершение последовательность генома человека к 2005 году, хотя уверенность в том, что эта цель может быть достигнута. Но один за другим промежуточные основные вехи были достигнуты.HGP с самого начала согласилась выпустить все отображать и упорядочивать данные в общественное достояние. Наличие генетических и физические карты привели к значительному ускорению успешной идентификации генов, участвующих в нарушениях единственного гена; а таких генов меньше 10 были идентифицированы с помощью позиционного клонирования в 1990 году, это число выросло до более чем 100 к 1997 году. ¹³

К 1996 г. полное секвенирование нескольких видов бактерий и дрожжей привели к выводу, что пришло время попытаться секвенировать ДНК человека на опытный масштаб. Внедрение инструментов для капиллярного секвенирования и создание компании в частном секторе, обещающей исследовать человеческий геном для выгодных целей придал дополнительный импульс усилиям. К 1999 г. была собрана уверенность в том, что получение большей части последовательности Можно было бы попробовать 3 миллиарда пар оснований человеческого генома. В июне 2000 г. как частная компания, так и международный публичный консорциум по секвенированию объявила о завершении «рабочих набросков» последовательности генома человека.

Хотя рабочий проект последовательности людей представляет собой важную веху, Еще предстоит проделать огромный объем дополнительной работы, чтобы понять его функцию.

Необходимо завершить анализ последовательности закрытием пробелов. и устранение двусмысленностей. Этот процесс отделки уже завершен. для хромосом 21 ¹⁴ и 22 ¹⁵ и будет выполняться для оставшейся части генома в течение следующих 2 годы.

Геномы других организмов также необходимо будет секвенировать. Наверное самый мощный инструмент для идентификации кодирующих экзонов, а также регуляторных регионов, представляет собой сравнение последовательностей в разных геномах. Для этого целевое, полномасштабное секвенирование генома лабораторной мыши уже имеет был инициирован, и секвенирование геномов крыс и рыбок данио не будет быть далеко позади. Как в государственном, так и в частном секторе серьезное внимание дается для секвенирования геномов других крупных позвоночных, в том числе свинья, собака, корова и шимпанзе.

Предпринимаются активные усилия по созданию каталога человеческих вариаций. Хотя последовательности ДНК человека идентичны друг другу на 99,9%, вариация 0,1% Ожидается, что это даст многие ключи к разгадке генетического риска распространенных заболеваний. ¹⁶ Создано государственно-частное партнерство для строительства этот каталог вариантов максимально быстро и определил более 2 миллиона этих однонуклеотидных полиморфизмов. Особый интерес это те общие варианты, которые влияют на функцию генов.

Мощный набор технологий для изучения экспрессии генов находится в стадии разработки. разработаны и исследованы. ¹⁷ Эти методологии, которые позволяют анализировать транскрипцию до 10 000 генов в одном эксперименте позволяют исследовать возникающие различия между различными типами тканей и изучить изменения в этом выражении узор во время болезни. Уже доказано, что такие анализы позволяют выявление подтипов определенных злокачественных новообразований, которые были идентичны всем остальным критерии. ¹⁸

Те же стратегии масштабного анализа, которые применялись так эффективно к ДНК и РНК также применяются к белкам для характеристики их структуры, количество, расположение в клетке, посттрансляционные модификации и взаимодействие партнеры. ¹⁹

С появлением этих очень больших баз данных с информацией о последовательности, вариации и выражения, область вычислительной биологии появляется как критически важный для будущего. Эффективные методы сортировки и анализа данные потребуются для получения биологически значимой информации из множество данных.

Программа исследования этических, правовых и социальных последствий уже способствовало осознанию потребностей во вмешательстве, особенно в областях конфиденциальность, генетическая дискриминация, руководящие принципы для исследований и образования, а также теперь фокусируется на социальных последствиях увеличения объема информации о людях. вариации, как в медицинских, так и в немедицинских ситуациях.(Рисунок A)

XXI век: важнейшие элементы программы медицинских исследований

Получение последовательности генома человека — конец начала. Как сказал Кнопперс: «По мере того, как радиус познания становится длиннее, окружность неизвестного увеличивается еще больше »(Барта Кнопперс, личное сообщение). Чтобы в полной мере ощутить влияние достижений генетики на практику медицина, необходимо решить основные проблемы.

Информация о последовательности генома человека и его вариантах должна быть применяется для определения конкретных генов, которые играют важную роль в наследственный вклад в распространенное заболевание. Это будет непростая задача. Для такого заболевания, как сахарный диабет, необходимо от 5 до 10 (а может, и больше) генов. вовлечены, каждый из которых имеет вариант, дающий умеренную степень увеличения риск.Эти варианты комплексно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. способов, что делает их идентификацию на порядки более сложной, чем для дефектов одного гена. Тем не менее, при сочетании тщательного фенотипирования (чтобы различные расстройства не были случайно объединены в одну группу) и отбор проб генетические варианты с высокой плотностью по геному, это должно быть возможно выявить ассоциации генов болезней для многих распространенных болезней в следующем От 5 до 7 лет. ^{2 , 16} Нельзя недооценивать, однако, степень сложности клинических исследований. что будет необходимо или необходимость разработки более эффективного генотипирования технологии, такие как использование ДНК-чипов или масс-спектрометрии, чтобы сделать это своего рода полногеномный обзор реальность.

Понимание основных путей, участвующих в нормальном гомеостазе человеческого организма должны развиваться вместе с тем, как эти пути невменяемым в болезни.Идентификация каждого гена с высоким риском Вариант укажет на критический путь развития этой болезни. Многие из тех будет сюрпризом, поскольку текущее молекулярное понимание большинства распространенных заболеваний довольно ограничено.

Необходимо будет разработать и применить эффективные массовые методы. к разработке низкомолекулярных лекарств для модуляции путей, связанных с заболеванием в желаемом направлении. Фармацевтическая промышленность набирает обороты за эту возможность, и большинство компаний теперь ожидают, что большинство будущих разработка лекарств будет происходить из области геномики. С приложением методов, которые систематически объединяют химические компоненты в лекарства и анализа эффективности большого объема, ожидается, что соединения могут быть эффективно определили, что блокируют или стимулируют определенный путь. Отрадное недавнее Примером может служить разработка препарата STI-571, который был разработан для блокирования киназная активность киназы bcr-abl. ²⁰ Этот белок образуется в результате транслокации между хромосомами. 9 и 22, хромосомная перестройка, характерная для центральной к этиологии хронического миелолейкоза.STI-571 блокирует способность киназы bcr-abl для фосфорилирования неизвестного субстрата и результаты ранних клинических испытаний на пациентах с далеко зашедшими хроническими миелогенными лейкемия.

Наряду с разработкой новых лекарств, геномика также предоставит возможности для прогнозирования реакции на лекарственные вмешательства, поскольку ответы часто связаны с генетическими способностями человека. Были выявлены примеры, когда общие варианты генов, участвующих в метаболизм или действие препарата связаны с вероятностью хорошего или плохой ответ. Ожидается, что такие корреляции будут найдены для многие лекарства в течение следующих 10 лет, в том числе агенты, которые уже рынок. Эта область фармакогеномики обещает индивидуализировать назначение практики. ²¹

Область генной терапии, пережившая череду разочарований за последние несколько лет, особенно со смертью добровольца в генном осенью 1999 года вернулась к борьбе с основными научные вопросы поиска оптимальных методов доставки генов. ²² Хотя оптимизм начала 1990-х годов по поводу быстрого решения проблем длинный список медицинских проблем, вероятно, никогда не был полностью оправдан, вероятно что разработка более безопасных и эффективных векторов обеспечит значительный роль генной терапии в лечении некоторых заболеваний. Уже есть многообещающие отчеты о применении генной терапии для лечения гемофилии B ²³ и тяжелого комбинированного иммунодефицита. ²⁴

Генетика в медицинском мейнстриме

Сила молекулярно-генетического подхода к ответам на вопросы в исследовательской лаборатории будет катализировать аналогичную трансформацию клинических лекарства, хотя это будет происходить постепенно в течение следующих 25 лет. годы (Рисунок 1).

Ожидается, что к 2010 году прогностические генетические тесты будут быть доступным для дюжины общих состояний, что позволяет отдельным лицам желающие узнать эту информацию, чтобы узнать свою индивидуальную восприимчивость и предпринять шаги для снижения тех рисков, в отношении которых вмешательство быть доступным. Такие вмешательства могут принимать форму медицинского наблюдения, изменение образа жизни, диета или лекарственная терапия. Идентификация лиц например, при высоком риске рака толстой кишки могут потребоваться целенаправленные усилия для проведения колоноскопического обследования этих лиц с вероятностью предотвращения многих преждевременных смертей.

Прогностические генетические тесты будут применяться первыми в ситуациях когда люди имеют сильную семейную историю определенного заболевания; действительно, такое тестирование уже доступно для нескольких условий, таких как рак груди и толстой кишки. Но с увеличением генетической информации об общих болезней, такая оценка риска станет более доступной, и многие врачи первичной медико-санитарной помощи станут практиками геномной медицины, необходимость объяснения сложной статистической информации о рисках здоровым людям которые стремятся повысить свои шансы на выздоровление. Это потребует значительный прогресс в понимании генетики широким кругом врачей. ²⁵ Национальная коалиция профессионального медицинского образования в области генетики — зонтичная группа врачей, медсестер и других клиницистов, организовал, чтобы помочь подготовиться к этой грядущей эпохе.

Еще один важный шаг — принятие действующего федерального законодательства. запретить использование прогностической генетической информации на рабочем месте и в получение медицинской страховки. ^{26 , 27} Многочисленные опросы показали, что общественность глубоко обеспокоена возможность дискриминации, и некоторые люди отказались от приобретения генетическая информация о себе, так как заверения в настоящее время не могут быть предоставлено о дискриминационном неправомерном использовании информации. Хотя более чем 2 дюжины штатов предприняли определенные действия в этом отношении, это лоскутное одеяло из разных уровни защиты в Соединенных Штатах неудовлетворительны, и это Надо сказать, что назревшая проблема должна эффективно решаться на федеральном уровне.

К 2020 году влияние генетики на медицину станет еще более значительным. Фармакогеномический подход к прогнозированию лекарственной реакции будет стандартным. практика для целого ряда расстройств и лекарств. Новый генный «конструктор» лекарства »будут выведены на рынок для лечения сахарного диабета, гипертонии, психические заболевания и многие другие состояния. Улучшенная диагностика и лечение рака, вероятно, будет самым серьезным из клинических последствий генетика, так как уже было собрано огромное количество молекулярной информации о генетической основе злокачественности.К 2020 году вполне вероятно, что каждая опухоль будет определен точный молекулярный отпечаток пальца, каталогизирующий гены которые пошли наперекосяк, и терапия будет индивидуально ориентирована на этот отпечаток пальца.

Несмотря на эти захватывающие прогнозы, определенная напряженность также будет существовать. Доступ к медицинскому обслуживанию, который уже является серьезной проблемой в Соединенных Штатах, будет усложняют эти новые достижения, если наши системы медицинского обслуживания не претерпят значительных изменений. способами. Анттехнологические движения, уже активно действующие в США и других странах, будут набирать обороты по мере того, как генетика будет уделять больше внимания на себя.Хотя преимущества генетической медицины будут огромными, будут те, кто считает это продвижение неестественным и опасным. Усилия в государственном образовании нужно начать сейчас, чтобы объяснить потенциальные преимущества и честно говоря о рисках.

В заключение, это время кардинальных перемен в медицине. Как мы переступая порог нового тысячелетия, мы одновременно переступаем порог в эпоху, когда последовательность генома человека широко известна.Мы должны совершить мы исследуем применение этих мощных инструментов для облегчения человеческих страданий, мандат, лежащий в основе всей медицины. В то же время, мы должны помнить о большом потенциале недопонимания в этом быстро развивающейся области и убедитесь, что продвижение социальных повестка дня генетики столь же активна, как и повестка дня медицины.

Henig RM. Монах в саду . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Хоутон Миффлин; 2000.

Am J Hum Genet.

Национальный исследовательский совет, Комитет по картированию и секвенированию Человеческий геном. Картирование и секвенирование генома человека . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2000.

Министерство здравоохранения и социальных служб США и Министерство энергетики США. Понимание нашего генетического наследия. Человек США Геномный проект: первые пять лет. Вашингтон, округ Колумбия: Департамент здравоохранения и социальных служб США; 1990.

Природа.

Human Genome Project — обзор

НАЧАЛО

Human Genome Project (HGP) представляет собой знаковый научный подвиг. Это сравнимо с высадкой на Луну с точки зрения технологических проблем, которые необходимо было преодолеть, и множества преимуществ, как прямых, так и косвенных, возникающих в настоящее время.Это также продемонстрировало, как ученые всего мира могут работать вместе, чтобы осуществить мечту, которую многие считали невозможной. Последствия HGP будут влиять на медицинскую практику и проведение медицинских исследований на многие годы вперед. Помимо очевидных достижений в области генетики, достижения в области биоинформатики, биотехнологии и клинической помощи обеспечат многократное возмещение финансовых затрат на HGP. Потенциальные негативные результаты HGP отражают этические, социальные и правовые последствия, которые могут возникнуть в результате ненадлежащего использования генетической информации.Однако эти вопросы открыто обсуждаются, и есть оптимизм в отношении того, что их удастся избежать и, таким образом, не будет отвлекать внимание от HGP (см. Главу 10).

Министерство энергетики США (DOE) было ключевым игроком в предложении HGP в 1987 году. Министерство энергетики имело долгосрочный исследовательский интерес к ДНК из-за его работы с ядерным оружием и единственного способа полностью понять мутагенные свойства. Эффект облучения от этого оружия должен был охарактеризовать индивидуальные различия в ДНК, т. е. последовательность генома человека.Однако в середине 1980-х секвенирование ДНК было технически трудным; следовательно, только несколько выбранных генов в геноме были секвенированы. Большинство из 50000–100000 генов в геноме человека (количество генов, которое, как считалось, присутствовало в то время — теперь это число сократилось примерно до 30000) не были обнаружены, а подавляющее большинство из 3 × 10 ⁹ пары оснований, составляющие гаплоидный геном человека, не содержали генных последовательностей. Это (к сожалению) называется мусорной ДНК и обычно не является целью секвенирования ДНК.Таким образом, обширные следы ДНК оставались неизученными, а технология секвенирования таких больших участков была недоступна. Ни одна группа или группы исследователей не были достаточно большими, чтобы взяться за грандиозную задачу, которую предлагали.

Несмотря на кажущиеся непреодолимыми препятствия, ученые в целом считали, что HGP осуществима, и в 1988 году Конгресс США профинансировал DOE и NIH (Национальные институты здравоохранения) для дальнейшего изучения потенциала HGP. Однако не все ученые были единодушны в своем энтузиазме, и существовало серьезное заблуждение, что эта работа была не исследованием в чистом виде, а монументальным упражнением в сборе данных.Потенциальные затраты также вызвали серьезное беспокойство, особенно если средства от более традиционных исследований перенаправлялись в HGP.

HGP был начат в конце 1990 года, его планируется завершить к 2005 году, а бюджет — 3 миллиарда долларов США. В политическом плане HGP обещал результаты как для здоровья, так и для благосостояния. Здоровье будет обеспечиваться за счет медицинских льгот, а богатство — за счет технологических достижений, ведущих к экономическому росту и созданию рабочих мест. Д. Смит, в то время директор программы по геному человека Министерства энергетики США, охарактеризовал HGP как «развитие инфраструктуры для будущих исследований.В ответ на возможность сокращения исследовательских фондов из-за того, что деньги уходят в HGP, он сделал пророческий комментарий, что после HGP «отдельные исследователи будут делать то, что они никогда не смогли бы сделать в противном случае».

Следует упомянуть еще три момента о HGP. (1) Во-первых, термин «человек» неверен, поскольку планировалось также охарактеризовать геном модельных организмов, включая мышь, плодовую муху, различные микроорганизмы, червя, растение и рыбу.Работа с модельными организмами, называемая «сравнительной геномикой», считалась необходимой для полного понимания генома человека, поскольку одни и те же гены обнаружены во всех организмах, а наличие модельных организмов облегчило бы наше понимание функции генов (рис. 1.1). (2) Также был добавлен нелабораторный компонент. Это должно было рассмотреть этические, правовые и социальные последствия (сокращенно ELSI) HGP. Три процента от общего бюджета было выделено на исследования, такие как конфиденциальность и конфиденциальность (например,g., кто будет иметь доступ к генетической структуре человека), стигматизация или дискриминация (например, что могут сделать страховые компании или работодатели с информацией, полученной из HGP, какие неблагоприятные последствия могут возникнуть в результате знания последовательности генома и, следовательно, потенциальные для прогнозирования здоровья или болезни у человека). Просвещение общественности и профессионалов о HGP также было важной целью. (3) Хотя поиск новых генов (открытие генов) не было ранней целью HGP, это было добавлено вскоре после запуска HGP.

Рис. 1.1. Сравнительная геномика. Открытие гена . Геномы различных организмов по сравнению с людьми очень похожи. Гены с важной функцией будут сохранены в процессе эволюции; т.е. один и тот же ген будет идентифицирован у разных организмов. Следовательно, из-за его относительно небольшого размера определение последовательности ДНК плодовой мушки Drosophila melanogaster (размер ее генома составляет около 165 мегабайт [МБ] по сравнению с 3000 МБ у человека) — более достижимая цель. Знание генов плодовой мухи имеет прямое отношение к людям, потому что, как только ген идентифицирован у плодовой мухи, его гомолог (эквивалент) у человека можно искать в базах данных ДНК, в которых есть последовательности ДНК, полученные из проекта «Геном человека». Функция гена . Определение функции недавно открытого человеческого гена может быть сложной задачей. Рассмотрение естественных или индуцированных мутантов у плодовой мушки относительно просто и не связано с этическими дилеммами, присутствующими в исследованиях на людях.От этих мутантов получают некоторые знания о функциях генов. Еще одна стратегия определения функции — это идентифицировать тот же ген у мыши, а затем выбивать его с помощью генетических манипуляций. Нокаутные мыши стали мощным средством определения функции генов человека (см. Главу 5 для более подробного обсуждения модельных организмов).

У HGP был ряд целей или программ, которые кратко изложены в Таблице 1.5. Первый включал построение всеобъемлющих генетических и физических карт генома человека (более подробную информацию о генетических и физических картах см. В Главе 2 и Приложении).С помощью этих утомительных и трудоемких карт можно было найти гены и секвенировать сегменты ДНК. Расстояние между маркерами на генетической карте определяется как сантиморган (сМ) с 1 сМ, равным ~ 1 МБ (мегабаза или 1 × 10 ⁶ пар оснований). Первоначальной целью HGP было создание генетической карты, чтобы покрыть весь геном ДНК-маркерами, расположенными на расстоянии 1 сМ. Для каждого сгенерированного ДНК-маркера потребуется уникальный идентификатор, и для этого была предложена концепция сайтов, меченных последовательностью (STS).Это означало, что потребуется секвенирование ДНК-маркеров. Затем каждый маркер будет идентифицирован по той части его последовательности, которая является уникальной.

Таблица 1.5. Компоненты проекта генома человека

Цель	Цель
1	Картирование и секвенирование генома человека — в конечном итоге для определения последовательности ~ 3 миллиардов оснований, составляющих геном человека.
2	Картирование и секвенирование геномов модельных организмов.Они включали бактерии:
	Escherichia coli, Bacillus subtilis , два вида микобактерий; Дрожжи: Saccharomyces cerevisiae; Простое растение: Arabidopsis thaliana; Нематода: Caenorhabditis elegans; Плодовая муха: Drosophila melanogaster; и как пример млекопитающего: мышь.
3	Идентификация около 30 000 генов, составляющих геном человека (первоначально считалось, что количество генов человека было ближе к 50 000–100 000).
4	Разработка программного обеспечения и проектов баз данных для поддержки крупномасштабных коллекций данных, их хранения, распространения и доступа. Разработка инструментов для анализа больших наборов данных. Эта цель потребует очень сложных биоинформатических возможностей. Итак, побочным продуктом HGP стало быстрое развитие биоинформатики, дисциплины, требующей вычислительных навыков.
5	Создание учебных постов, в частности, по междисциплинарным наукам, связанным с исследованиями генома, проведение учебных курсов (часть этой работы впоследствии была взята на себя HUGO, Организацией по геному человека).
6	Передача технологий частному сектору. Чтобы развитие технологий и обучение были эффективными, необходимо вовлечение частного сектора; следовательно, ранней целью HGP было улучшение обмена информацией между государственными и частными предприятиями. Разработки, исходящие от HGP, должны были быстро распространяться среди пользователей, что могло вступить в конфликт с более предприимчивым коммерческим сектором.
7	Разработка гибкой системы распространения, чтобы результаты и разработки быстро передавались потенциальным пользователям и сообществу.
8	Конечная цель была направлена ​​на устранение этических, правовых и социальных последствий, вытекающих из HGP. Сюда будут включены вопросы, связанные с неприкосновенностью частной жизни, конфиденциальностью, стигматизацией, дискриминацией, справедливостью и образованием общественности и специалистов здравоохранения.

Из генетических карт можно было построить физические карты, так что расстояние между ДНК-маркерами можно было определить в абсолютных единицах (т. Е. П.о., кб или МБ).Это была грандиозная задача, поскольку возникла необходимость охарактеризовать целые области генома на основе перекрывающихся клонов ДНК, которые в конечном итоге необходимо было секвенировать. Эта стратегия, которой последовали усилия по HGP, финансируемые государством, контрастировала с подходом, впоследствии принятым коммерческой компанией Celera, который обсуждается ниже. Для выполнения вышеуказанного требовались новые технологии секвенирования ДНК, и помимо большей эффективности эти технологии должны были быть дешевле.Одной из целей HGP было снижение стоимости каждой секвенированной пары оснований до менее чем 50 центов. Еще одним важным требованием было развитие робототехники.

Работа по построению генетических и физических карт проводилась многими различными лабораториями по всему миру, особенно в США, Великобритании (финансируется Wellcome Trust) и Франции (финансируется Ассоциацией мышечной дистрофии). Те, кто участвовал, с любовью вспомнят семинары по отдельным хромосомам (то есть семинары, посвященные одной конкретной хромосоме), которые привлекали ученых со всех уголков земного шара.На этих семинарах будут предметные и серьезные обсуждения относительного положения различных ДНК-маркеров в определенном сегменте генома. Спустя несколько лет эти действия кажутся тривиальными, когда теперь можно сравнительно легко секвенировать любую область генома и, исходя из этого, точно определить местоположение любой основы ДНК.

Отдельная цель HGP сосредоточена на картировании и секвенировании модельных организмов. Эта цель была достигнута по двум причинам. Во-первых, модельные организмы предоставят менее сложные геномы для облегчения разработки технологий. Во-вторых, модели позволят провести сравнительные исследования генома человека и генома из нечеловеческих источников. Информация, полученная в результате этих сравнений, будет важна для понимания эволюционных процессов, того, как регулируются гены, и этиологии некоторых генетических нарушений (например, см. Обсуждение импринтинга в главах 4, 7).

Другой целью HGP была биоинформатика. Эта цель была важна для разработки компьютерных методов для хранения огромного количества данных, которые будут генерироваться HGP, т.е.е., карты генома и последовательности ДНК. Также потребуется значительный объем разработки программного обеспечения, чтобы позволить анализировать различные базы данных и на основе этого определять сайты генов и то, что эти гены делают, то есть функцию генов. Ключевыми элементами биоинформатики были компьютерные сети и базы данных. Интернет и локальные серверы обеспечивали первое, а развитие ресурсных центров и баз данных действовало как центр, в котором информация могла подаваться и обрабатываться.

Были также запущены программы по обучению людей, обладающих глубокими знаниями методологий исследования генома.Навыки, полученные в результате этого, будут не только в области молекулярной биологии, но и будут включать информатику, физику, химию, инженерию и математику. Следует поощрять междисциплинарные подходы к обучению и приобретению навыков. Передача технологий и распространение информации считались важными целями. Для расширения пула исследователей и ресурсов было сочтено необходимым финансирование и взаимодействие с частным сектором. Разработаны пятилетние планы.

Проект «Геном человека»

Даниэль Мелаас

Введение

Возможности информации, которая будет получена из проекта, практически безграничны.Скорее всего, это изменит многие методы биологических и медицинских исследований, а также многие методы, используемые сегодня нашими профессионалами-медиками. Полученные знания помогут найти новые способы диагностики, лечения и, возможно, предотвращения заболеваний. Открытие генома человека открывает безграничные возможности для сельского хозяйства, здравоохранения и новых источников энергии. Конечным результатом HGP будет информация о структуре, функциях и организации ДНК, какой мы ее знаем сегодня.

Технические аспекты HGP

В проекте используется ДНК четырех человек (5). Это возможно, потому что люди различаются по своему генетическому составу на 0,1% ДНК. Эти 0,1% составляют всю генетическую изменчивость, которую мы видим и признаем в современном обществе.

В проекте генома используется ряд различных методов для определения последовательности ДНК. Одним из них является использование нового масс-спектрофотометра высокого разрешения, оснащенного вакуумным ультрафиолетовым фотоионизатором, для секвенирования ДНК, меченной реценом (1).Эта новая технология может устранить необходимость как в гель-электрофорезе, так и в радиоактивной маркировке при секвенировании сегментов ДНК. Этот метод достигается с помощью праймера, помеченного металлоорганическим соединением, таким как ферроцен. Новые сегменты ДНК, которые заканчиваются при каждом появлении определенного основания ДНК, создаются на праймере с использованием исходной матрицы ДНК. Позже праймер считывается на времяпролетном масс-спектрофотометре с высоким разрешением, где определяются массы и последовательности.

Другой метод — автоматическое секвенирование ДНК. Этот процесс используется для ускорения задачи секвенирования ДНК. Есть ряд красителей, которые прикрепляются конкретно к основаниям ДНК (2). Затем фрагменты ДНК отправляются через стеклянную трубку, заполненную транспортным гелем. Затем фрагменты возбуждаются лазером, и каждый краситель приобретает определенный цвет. Эти цвета затем считываются компьютером, который дает последовательность ДНК.

Преимущества HGP

Одно из потенциальных преимуществ — в области молекулярной медицины. Преимущества в этой области могут включать лучшую диагностику заболеваний, раннее выявление определенных заболеваний, а также генную терапию и системы контроля лекарств (1). В будущем в молекулярной медицине должны появиться новые методы лечения, которые не устраняют симптомы, а рассматривают причины проблемы.

Еще одна область, которая может извлечь выгоду из HGP, — это область микробной геномики. В этой области можно будет найти новые источники энергии посредством секвенирования бактериального генома. Это может привести к открытиям, которые будут полезны в производстве энергии, сокращении токсичных отходов и промышленной переработке (2).

HGP также может быть очень полезен для понимания эволюции человека и миграции людей. Это может помочь ученым узнать, как эволюционировали люди и как люди развиваются сегодня.Это также поможет понять общую биологию, которую мы разделяем со всеми живыми существами на Земле. Сравнение нашего генома с другими может помочь выявить ассоциации болезней с определенными чертами.

Последняя область, которая, несомненно, получит колоссальные выгоды от HGP, — это сельское хозяйство и животноводство. Эта технология может помочь в выращивании устойчивых к болезням, насекомым и засухе сельскохозяйственных культур, что позволит производить больше продукции для всего мира. Это также поможет вывести на рынок более здоровых, продуктивных и, возможно, устойчивых к болезням животных.

Этические вопросы HGP

Неприкосновенность частной жизни и конфиденциальность генетической информации также могут привести к проблемам. По определенным причинам многие люди хотели бы, чтобы никто не видел, каков их генетический состав. Также будут опасения по поводу психологических проблем, связанных со знанием своей собственной генетической структуры. Если бы кто-то узнал, что у него есть хорошие шансы заболеть редкой болезнью, это, скорее всего, резко изменило бы его взгляды на жизнь. Что касается воспроизводства, могут возникнуть проблемы совместимости двух людей с нормальными детьми.Это вызовет стресс в жизни большого количества людей.

Еще одна возникшая проблема — использование генной терапии для лечения болезней. Использование генома человека, чтобы определить, является ли человек генетическим заболеванием, поможет в лечении этих заболеваний. В генной терапии дефектный или инфицированный ген заменяется нормальным геном, поэтому человек не проявляет черту, с которой он родился от природы. Многие люди считают, что это неправильно, потому что мы в большей или меньшей степени подчиняемся природе, и им кажется, что это неестественный путь.

Есть также клинические проблемы, которые необходимо контролировать с помощью HGP. Когда проект будет завершен, наших работников здравоохранения нужно будет обучить многим новым методам. Также необходимо будет информировать пациентов и широкую общественность о том, что происходит в этих процедурах. Людям, проходящим генетическое тестирование, потребуется генетическое консультирование. Поставщикам медицинских услуг необходимо знать, как рассказать людям о последствиях, связанных с тестированием, которое они будут проходить.

HGP также вызовет опасения по поводу коммерциализации технологии. Если над проектом работают всего несколько агентств, они получат права на технологию. Основные опасения, скорее всего, будут связаны с патентами и авторскими правами на технологию.

Есть также критики HGP, которые утверждают, что высокая стоимость проекта неоправданна. Некоторые критики также говорят, что возможность диагностировать генетическое заболевание до того, как будет доступно какое-либо лечение, причинит больше вреда, чем пользы, потому что это вызовет беспокойство и разочарование среди людей (2).Еще очень большой вопрос, что такое «нормально». Когда и где использование генетического материала можно будет использовать в обществе после завершения HGP.

Мои чувства по теме

Я верю, что проект в будущем сильно изменит способ оказания медицинской помощи. Эффект должен помочь уменьшить часть травм и страданий, которые происходят в современном обществе от генетических заболеваний. Я также считаю, что необходимо контролировать использование этой информации для лечения или предотвращения определенного заболевания, которое причиняет ему боль.Я не совсем уверен, где и как этот мониторинг должен быть реализован или как он будет работать, но должны быть некоторые рекомендации.

Что касается вопроса конфиденциальности и справедливости использования генетической информации, я считаю, что человек должен иметь право знать, находится ли он в опасности заразиться. С другой стороны, я не думаю, что для таких агентств, как страховщики, работодатели или школы, есть право предоставлять им личную информацию, чтобы они могли принимать дискриминационные решения на основе генома человека.Этот конкретный человек, скорее всего, не может изменить свои гены, поэтому его не следует подвергать дискриминации.

Что касается вопроса о том, кто получает прибыль от проекта, я считаю, что мы, как налогоплательщики, должны получать информацию на каком-то общедоступном носителе. Поскольку Министерство энергетики и Национальные институты здравоохранения финансируются правительством США, мы фактически оплачиваем большую часть счетов как налогоплательщики.

Я думаю, что это должен быть выбор человека, хочет ли он или она манипулировать определенным геном, чтобы у них не было определенного заболевания.Родители, ожидающие ребенка, также должны иметь право видеть, будет ли у них здоровый маленький ребенок. Когда ребенок развивается, я также чувствую, что у родителей должен быть выбор, чтобы увидеть, есть ли какие-либо врожденные дефекты или другие аномалии плода, которые могут привести ребенка к несчастной жизни.

Технология не обязательно должна использоваться для личной выгоды. Если бы мы смогли это сделать, то дошли бы до того, что люди стали бы более или менее клонами друг друга.Вот где должно быть введено какое-то регулирование. Я не уверен, что это можно полностью остановить. Всегда найдется кто-то, кто предложит свои услуги, чтобы помочь другому человеку за нужную сумму денег.

Я думаю, что использование генной инженерии очень полезно для перспективного использования в сельском хозяйстве и животноводстве. Технологии, которые появятся в будущем, будут очень полезны нам как обществу. Использование этой информации может помочь нам вылечить многие болезни животных и уменьшить ущерб, наносимый нашим посевам ежегодно насекомыми и болезнями.Таким образом, мы могли бы производить больше для потребителя с меньшими затратами.

Список литературы

Список сочинений учащихся

Домашняя страница курса

Геномика | Министерство энергетики

Одним из самых важных достижений в области биологии за последнее столетие стал проект «Геном человека» (HGP) — десятилетний проект U.Усилия, возглавляемые правительством США, завершились первым полным секвенированием генома человека в 2000 году. HGP положила начало области геномики, трансформировала медицину и в значительной степени положила начало современной биотехнологической индустрии.

Первоначальная идея и толчок к созданию HGP исходили от Управления науки Министерства энергетики США (в то время известного как Управление энергетических исследований). В то время секвенирование всего генома человека считалось практически невыполнимой задачей. Но, исходя из исторического опыта офиса с крупными научными начинаниями («Большая наука»), восходящими к Манхэттенскому проекту, была уверенность в том, что при наличии достаточных федеральных ресурсов задача может быть выполнена.Якобы причиной этой инициативы была заинтересованность Министерства энергетики в лучшем понимании генетических эффектов радиационного облучения, но было четкое понимание того, что успех проекта будет иметь гораздо более широкие последствия как для науки, так и для общества.

Начиная с 1990 года, Управление науки Министерства энергетики США в партнерстве с Национальными институтами здравоохранения спонсировало эту работу. Секвенирование генома человека с 3 миллиардами пар оснований заняло целое десятилетие и 3,8 миллиарда долларов.

Сегодня геном человека можно секвенировать в течение 24 часов, и за умеренную цену потребители могут приобрести последовательность ДНК, которая выявит их этническую родословную на протяжении нескольких поколений.

На протяжении многих лет Управление науки Министерства энергетики США было главной силой в стимулировании развития технологий и инноваций, которые превратили геномное секвенирование из титанической задачи 1990-х годов в рутинный инструмент современной науки, медицины и промышленности. То, что начиналось как технологическая проблема, переросло в взрыв «омических» методов, генетического метаболического анализа, разработки новых путей и множества новых системных подходов к пониманию биологии. Геномная наука теперь является неотъемлемой частью биологических исследований, независимо от того, проводятся ли они в пробирке, исследуются в окружающей среде или используются для улучшения промышленных биопроцессов.Наука, основанная на геноме, лежит в основе текущих усилий Министерства энергетики в области исследований биоэнергетики и окружающей среды, а также сегодняшней биотехнологической революции.

Три национальных лаборатории Министерства энергетики принимали участие в первоначальной работе по секвенированию: Лоуренс Беркли, Лоуренс Ливермор и Лос-Аламосские национальные лаборатории. В конце 1990-х они объединили свои силы для создания Объединенного института генома Министерства энергетики США (JGI).

JGI продолжает работать сегодня в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли как единственное высокопроизводительное высокопроизводительное секвенирование и анализ генома растений и микробов, имеющее отношение к энергетике и окружающей среде, которое финансируется из федерального бюджета и позволяет секвенировать более 200 триллионов пар оснований в год.Это секвенирование играет решающую роль в расширении нашего понимания растений и микробов и их жизненно важной роли в окружающей среде, а также предоставляет знания, необходимые для перепроектирования таких организмов для производства энергии и ряда других приложений.

Все это помогает заложить фундамент знаний для новой биоэкономики, которая обещает производить топливо и широкий спектр продуктов из возобновляемых источников с использованием модернизированных растений и микробов. Таков центр исследований, проводимых в четырех Исследовательских центрах биоэнергетики Министерства энергетики США .Биоэкономика обещает предоставить новый крупный источник богатства при производстве топлива и продуктов с использованием более экологически чистых материалов и методов. Геномика Министерства энергетики сегодня помогает заложить научную основу для этой новой эры.

30 лет с момента начала проекта «Геном человека», что дальше?

Вы упомянули те места, где геномика уже стала частью основной медицины. Какие углы, по вашему мнению, труднее всего достичь ?

Самой сложной категорией будет профилактика распространенных заболеваний — гипертонии, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, астмы, аутизма, болезни Альцгеймера и т. Д.Мы начинаем разрабатывать для них полигенные оценки риска, но до сих пор не знаем, насколько они действительно предсказуемы.

Итак, это способ суммирования всех крошечных влияний тысяч мелких генетических вариаций, которые вы можете использовать для оценки чьего-либо риска развития этих общих заболеваний.

Правый. У нас есть крупные программы, инвестирующие в крупные исследования, чтобы получить оценки полигенного риска для тест-драйва, чтобы увидеть, насколько они могут быть предсказуемыми и как медицинские работники и пациенты реагируют на получение такой информации.Потому что еще один большой вопрос заключается в том, сдвинут ли они иглу или нет. Если вам вручат генетическую оценку, которая говорит о том, что вы подвержены более высокому риску гипертонии или, скажем, раннего сердечного приступа, заставит ли это вас соблюдать диету, заниматься спортом и есть меньше соли? Ваш врач может использовать эту информацию, чтобы назначать вам ЭКГ каждый год, начиная с 35 лет, но будете ли вы записываться на прием и приходить? Потому что это настоящий тест — действительно ли геномика может изменить поведение людей.

А как насчет геномики и инфекционных заболеваний? Я писал о больших усилиях , как здесь, так и за рубежом, по сбору генетических данных, чтобы лучше понять, почему коронавирус вызывает такой широкий спектр симптомов у разных людей. Каким вы видите поле, способствующее выводу нас из этой пандемии ?

Эти крупные исследования действительно иллюстрируют, насколько редко в биомедицине возникают проблемы, когда геномика где-то не играет роли. И они будут действительно важны для того, чтобы помочь понять, в какой степени генетическая наследственность людей влияет на их реакцию на Covid.

Но я думаю, что одним из самых важных наследий проекта «Геном человека» стало то, как он навсегда изменил способ обмена генетическими данными ученых.Если вы проследите график этой пандемии, первое сообщение о вирусе было в конце декабря. В течение двух недель после этого последовательность вируса была обнародована.

Я помню, что на самом деле это был — первый рассказ, который я написал о коронавирусе. — о том, что это была настоящая победа для общественного здравоохранения.

Да! Эта последовательность была немедленно использована для тестирования вируса. И это был первый шаг к разработке вакцин, эффективность которых сейчас доказана.Если вы вернетесь во времена, предшествующие проекту «Геном человека», то это было бы неслыханно. Исследователи должны были секвенировать вирус, написать статью, отправить ее для публикации, а через несколько месяцев, когда статья вышла, они выпустили бы последовательность.

Так продолжалось до тех пор, пока мы не пришли к выводу, что лучше предоставить людям ранний доступ к несовершенным данным, чем более поздний доступ к идеальным данным. Многие ученые опасались, что это подорвет их способность получать признание за научные исследования.Поэтому нам также пришлось собрать вместе редакторов журналов и спонсоров, чтобы заставить их создать и обеспечить соблюдение нового этикета. Это было важно для нас, потому что проект «Геном человека» не был традиционным научным проектом. Мы создавали ресурс сообщества. Так что я думаю, что геномика заслуживает небольшой похвалы за изменение культурных норм в некоторых других областях, таких как инфекционные заболевания. Одно из самых прочных его наследий — это то, как он действительно изменил правила исследования.

Еще из обзора WIRED за год

Ученые объявили о HGP-Write, проекте по синтезу генома человека

Ученые в четверг официально объявили о начале 10-летнего проекта, направленного на значительное улучшение способности химического производства ДНК с помощью одна из целей — синтетическим путем создать весь геном человека.

Планы проекта, утечка информации о котором произошла в прошлом месяце, уже вызвали этические дебаты, потому что возможность химического изготовления полного набора человеческих хромосом теоретически может позволить создание младенцев без биологических родителей.

Некоторые критики также возражали против секретности встречи для обсуждения проекта в Гарвардской медицинской школе в мае. Организаторы заявили, что избегали огласки, чтобы не подвергать опасности публикацию предложения в рецензируемом научном журнале.Публикация произошла в четверг журналом Science.

Авторы предложения заявили, что возможность создавать огромные участки ДНК позволит достичь многочисленных научных и медицинских достижений. Можно было бы, например, сделать организмы устойчивыми ко всем вирусам или сделать органы свиньи пригодными для трансплантации людям.

Проект, который будет осуществляться новой некоммерческой организацией под названием «Центр передового опыта инженерной биологии», будет стремиться привлечь в этом году 100 миллионов долларов из различных государственных и частных источников.Организаторы отказались назвать окончательную стоимость проекта, хотя она предположительно может превысить 1 миллиард долларов.

Пока неизвестно, поддержит ли проект федеральное правительство. Доктор Фрэнсис С. Коллинз, директор Национального института здоровья, который является основным спонсором медицинских исследований в Соединенных Штатах, в четверг ответил прохладно.

Доктор Коллинз сказал в своем заявлении, что в то время как N.I.H. была заинтересована в поощрении достижений в синтезе ДНК, она «не сочла подходящим временем для финансирования крупномасштабного производственного» проекта, подобного предлагаемому.

Он добавил, что «проекты синтеза всего генома и всего организма выходят далеко за рамки современных научных возможностей и сразу же поднимают многочисленные этические и философские красные флажки».

Эта работа называется «Проект генома человека — запись», потому что она направлена ​​на запись ДНК жизни. Первоначальный проект «Геном человека», который был завершен более десяти лет назад, был направлен на считывание последовательности из трех миллиардов букв, составляющих генетический код человека.

Стоимость секвенирования ДНК резко упала, так что теперь можно секвенировать полную ДНК человека примерно за 1000 долларов.В результате секвенирование ДНК в настоящее время обычно используется для медицинской диагностики, селекции сельскохозяйственных культур и научных исследований.

Организаторы проекта HGP-Write надеются сделать то же самое с синтезом ДНК, сократив стоимость более чем в 1000 раз за десятилетие. Тем не менее, даже если такой прогресс будет достигнут, полное создание одного человеческого генома может стоить несколько миллионов долларов за 10 лет.

Авторы статьи в Science говорят, что они не хотят создавать детей, но утверждают, что сосредоточение внимания на такой грандиозной задаче, как синтез всего человеческого генома, было бы лучшим способом стимулировать достижения в синтезе ДНК, которые можно было бы использовать для более практических целей. , например, инженерные растения, животные и микробы.

«Сосредоточившись на создании 3 Гб человеческой ДНК, HGP-write на несколько порядков раздвинет существующие концептуальные и технические ограничения и принесет важные научные достижения», — пишут они, имея в виду три гигабазы, три миллиарда букв в геноме человека. .

Ученые уже могут изменять ДНК организмов или добавлять чужеродные гены, как это делается при производстве лекарств, таких как инсулин или генетически модифицированные культуры. Новые инструменты «редактирования генома», такие как Crispr, значительно упрощают реконструкцию ДНК организма.

Но Джордж Черч, профессор генетики в Гарвардской медицинской школе и один из организаторов нового проекта, сказал, что если желаемые изменения значительны, в какой-то момент становится легче синтезировать необходимую ДНК с нуля.

«Монтаж не очень хорошо масштабируется, — сказал он. «Когда вам нужно внести изменения в каждый ген в геноме, может быть более эффективно делать это большими частями».

Помимо доктора Черча, другими организаторами проекта являются Джеф Боке, директор Института системной генетики Медицинского центра Лангоне при Нью-Йоркском университете; Эндрю Хессель, футуролог из компании Autodesk, производящей программное обеспечение; и Нэнси Дж.Келли, которая занимается сбором денег для проектов. В статье, опубликованной в Science, перечислены в общей сложности 25 авторов, многие из которых занимаются ДНК-инженерией.

Autodesk, выделившая проекту 250 000 долларов, заинтересована в продаже программного обеспечения, которое поможет биологам разрабатывать последовательности ДНК, заставляющие организмы выполнять определенные функции. Доктор Черч является основателем Gen9, компании, которая продает нити ДНК, изготовленные на заказ.

Доктор Боке из Нью-Йорка. возглавляет международный проект по синтезу полного генома дрожжей, который имеет 12 миллионов пар оснований.Это будет самый крупный геном, синтезированный на сегодняшний день, но все же намного меньший, чем геном человека.

Джейсон Келли, исполнительный директор Ginkgo Bioworks, бостонской компании, производящей ароматизаторы и ароматизаторы на генетически модифицированных дрожжах, сказал, что даже если бы можно было изготавливать нити ДНК длиной в миллионы или миллиарды пар оснований, промышленность не нуждалась бы в таких возможности.

«Сегодня мы действительно не знаем, как проектировать что-то настолько большое», — сказал он.

Скорее, по его словам, акцент должен быть сделан на снижении стоимости изготовления цепей ДНК длиной до 10 000 пар оснований.Такие нити, достаточно длинные, чтобы охватить несколько генов, сейчас используют такие компании, как он. «Есть огромный аппетит к этому, — сказал он. «Это то, чего хотят все».

Два человека, критиковавшие проект и его секретность в прошлом месяце, заявили в четверг, что они все еще не удовлетворены. Хотя статья в Science много говорит о необходимости учитывать этические вопросы, они сказали, что это нужно было сделать до начала проекта.