Craig Venters genom

For fem år siden fortalte Craig Venter en stor hemmelighed. Som præsident for Celera Genomics havde Venter ledet kapløbet mellem sit firma og et regeringsfinansieret projekt for at afkode det menneskelige genom. Efter at have forladt Celera i 2002 meddelte Venter, at meget af det genom, der var blevet sekventeret der, var hans eget. Nu Venter og kolleger på J. Craig Venter Institute have afsluttede jobbet og udfyldte hullerne fra den indledende sekvens for at offentliggøre det første personlige genom.

Personlige genomer: Genomics-pioneren Craig Venter (ovenfor) har sekventeret hele sit genom og frigivet det til verden.

Hans nyligt frigivne genom, offentliggjort i dag i tidsskriftet PLoS Biologi , adskiller sig fra begge de tidligere versioner af det menneskelige genom (den ene fra Celera, den anden fra Human Genome Project) ved, at den detaljerer alt det DNA, der er arvet fra både mor og far. Kendt som et diploid genom, giver dette forskere mulighed for bedre at vurdere variabiliteten i den genetiske kode. (I en genomsekvens genereret fra et konglomerat af forskellige individer går nogle variationer tabt i gennemsnittet.) Inden for genomet på 2,810 milliarder basepar fandt videnskabsmænd 4,1 millioner variationer blandt kromosomerne; 1,2 millioner af disse var tidligere ukendte. Af variationerne var 3,2 millioner enkeltnukleotidpolymorfismer eller SNP'er, den mest velkarakteriserede type variation, mens næsten en million var andre slags varianter, inklusive insertioner, deletioner og duplikationer.

Venters genom vil slutte sig til en anden genomisk pioner, James Watson, medopdager af DNA-strukturen. (Se The $2 Million Genome.) Meddelt i juni blev Watsons genom sekventeret af 454, et firma baseret i Branford, CT, der udvikler næste generations sekventeringsteknologier. (For mere om 454s teknologi, se Sequence in a Flash.)

Venters og Watsons genomer er sandsynligvis kun de første i en kommende bølge af personlige genomer, et afgørende skridt i fremkomsten af ​​personlig medicin: evnen til at skræddersy medicinske behandlinger til en persons genetiske profil. (Se X-prisens nye grænse: Genomics.) Venter har allerede udforsket noget af sit genom og opdaget, at han bærer på genetiske variationer, der sætter ham i øget risiko for Alzheimers sygdom, hjertesygdomme og makuladegeneration. Han siger, at han religiøst har taget statiner, kolesterolsænkende medicin lige siden.

Venter taler med Teknologigennemgang om, hvad der venter forude for hans genom.

Teknologigennemgang : Hvorfor besluttede du dig for at gå i gang med dette projekt?

Craig Venter : Genomet, vi publicerede på Celera, var en sammensætning af fem personer. For at sætte det sammen blev det klart, at vi var nødt til at indgå nogle informatikkompromiser – vi var nødt til at udelade noget af den genetiske variation. Vi vidste, at den eneste måde at virkelig forstå genomet ville være at have genomet fra et individ. I stedet for at starte fra bunden besluttede vi at tage, hvad vi havde fra Celera-genomet og tilføje mere sekvens. Målet var at få en nøjagtig referencesekvens fra et enkelt individ.

BØRN : Hvordan tilføjer din genomsekvens til det, vi kender fra Human Genome Project?

CV : Regeringens laboratorier sekventerede og samlede et sammensat haploid genom fra flere individer [hvilket betyder, at det inkluderede en DNA-sekvens fra kun et af hvert kromosompar]. Der var den antagelse dengang, at have halvdelen af ​​genomet var alt, hvad der var nødvendigt for at forstå menneskets kompleksitet. Men det er blevet klart, at vi er nødt til at se sammensætningen af ​​kromosomsættene fra både mor og far for at se variationen i genomet.

Dette genom har alle insertioner og deletioner og kopinummerforskelle. Det giver os et meget andet syn.

BØRN : Hvad er det mest spændende fund indtil videre?

CV : For mig er den mest spændende opdagelse, at menneske-til-menneske variation er væsentligt højere end forventet fra versioner af det menneskelige genom udført i 2001. Faktisk kan det være så meget som ti gange højere: snarere end at være 99,9 procent identisk , det er mere som 99 procent identisk. Det er trøstende at vide, at vi ikke er næsten identiske kloner, som mange troede for syv år siden.

BØRN : Hvordan vil videnskabsmænd bruge din genomsekvens?

CV : Det vil tjene som et referencegenom. Dette er sandsynligvis første og sidste gang nogen vil bruge tid, penge og energi på at sekventere et diploid genom ved hjælp af meget nøjagtig Sanger-sekventering. Fremtidige genomer, som dem fra 454 eller George Churchs Personal Genome Project, vil blive lagt på [eksisterende] data, hvilket tilføjer fuldstændigheden af ​​dette genom. (Se The Personal Genome Project.) [Den traditionelle Sanger-sekventeringsmetode, der bruges til Human Genome Project og til at generere Venters sekvens, genererer længere stykker DNA end nyere metoder, såsom den, der bruges af 454, hvilket gør det lettere at samle overlappende stykker.]

BØRN : James Watson udgav en version af sit eget genom tidligere på sommeren. Hvordan er din anderledes?

CV : Der er endnu ikke offentliggjort noget om hans genom, så vi aner det ikke. Men som jeg forstår det, i modsætning til virkelig at samle et genom, sekventerede de korte fragmenter, der er lagt på sekvensen samlet på NIH. Så der er mange tekniske forskelle, men før det er offentliggjort, ved vi det ikke rigtigt.

BØRN : Du har haft dele af dit genom i det offentlige domæne i flere år nu. Har du overvejet at lægge hele sekvensen af ​​høj kvalitet derude?

CV : Nej. Og jeg bifalder Watson for også at gøre dette. En central del af budskabet her er, at folk ikke skal være bange for deres genetiske koder eller bange for at andre mennesker skal se dem. Det er i modsætning til forestillingen om, at dette er farlig information, som bør opbevares under lås og slå. Var ikke lige vores genetiske kode. Der er meget lidt fra koden, der vil være 100 procent fortolkelig eller anvendt.

BØRN : Har du søgt i dit genom for sygdomsrelaterede mutationer?

CV : Ja. Jeg har en bog, der udkommer i oktober, som hedder Et liv afkodet hvor jeg ser på mange varianter og forsøger at sætte dem i sammenhæng med mit liv. For eksempel har jeg stor statistisk sandsynlighed for at have blå øjne, men du kan ikke være 100 procent sikker på mit genom, at jeg har dem. Budskabet er, at alt i vores genomer vil være en statistisk usikkerhed. Vi er egentlig kun i de første stadier af at lære det.

Tidligere publicerede genomer repræsenterer ikke nogen, så vi kan ikke fortolke menneskelig biologi baseret på disse. Men nu kan vi begynde at drage menneske-genom-slutninger. Vi har brug for titusinder til millioner af genomer for at sammensætte en database, der vil tillade fortolkning af flere sjældne varianter og hvad de betyder. Det vil tage årtier.

BØRN : Hvor meget kostede projektet?

CV : Målet var ikke at se, hvor billigt vi kunne sekventere et genom; det var for at se, hvor præcist vi kunne gøre det. Det var helt klart et multimillion-dollar projekt gennem årene.

skjule