Fremtiden for det menneskelige genom

I 2003, blot to år efter den officielle offentliggørelse af udkastet til det humane genom, skitserede National Human Genome Research Institute (NHGRI) sine planer for at studere denne lovende nye videnskabelige ressource. Næsten 1.000 sekventerede genomer senere har instituttet udarbejdet en ny vision, offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur, for at udforske det menneskelige genom.

Eric Green, direktør for National Human Genome Research Institute.

Eric Green, NHGRIs direktør, siger, at denne plan er meget mere specifik end den, der kom før. Den opstiller specifikke domæner for forskningsaktivitet, herunder forståelse af genomet, hvordan det virker, og hvordan vi kan bruge denne viden til at fremme videnskaben og praksis inden for medicin. Grøn taler med BØRN om, hvad han håber at se ske i de næste par årtier og de store forhindringer for at nå dertil.

TR: Det er et årti siden offentliggørelsen af ​​det menneskelige genom. Hvad kan vi forvente at se i løbet af de næste 10 år?

Grøn: Tidsplanen er stadig åben, men vi kan forestille os, at vi vil begynde at se spektakulære fremskridt i vores forståelse af, hvordan genomet fungerer, hvordan sygdom virker, og hvordan genomiske ændringer er forbundet med sygdom. Men virkelig at ændre medicin vil tage mere end 10 år.

Hvad mener du med, hvordan genomet fungerer?

Hvad er den funktionelle ledning af genom? Vi kender for det meste alle generne. Men vi har knap nok ridset overfladen med at forstå de to tredjedele af elementer, der ikke er gener. Vi er nødt til at katalogisere dem og forstå deres koreografi. Hvordan spiller variation i disse elementer en rolle ved sygdom? Beviser tyder fortsat på, at størstedelen af ​​varianter forbundet med almindelige sygdomme er i ikke-kodende områder af DNA, så det vil være yderst vigtigt at forstå, hvordan de faktisk giver risiko for sygdom.

Hvad bliver den største udfordring over de næste fem til 10 år?

I øjeblikket er den største udfordring inden for dataanalyse. Vi kan generere store mængder data meget billigt, men det overvælder vores evne til at forstå det.

I den anden ende af spektret er vi nødt til at infundere genomisk information i medicinsk praksis, hvilket er virkelig svært. Der er problemer omkring fortrolighed, uddannelse, elektroniske lægejournaler, hvordan man bærer genomisk information gennem hele levetiden og gør den tilgængelig for læger.

Hvordan håber du at løse dataproblemet?

Vi har ikke en magisk kugle. Og det er ikke kun genomics, der står over for denne udfordring; hele NIH står over for lignende problemer. Først skal vi løse hardwareproblemet med nok båndbredde til at skubbe data rundt og nok servere til at gemme dem.

Men vi er også nødt til at begynde at tænke på, hvordan man uddanner mennesker, både sundhedsprofessionelle og videnskabsmænd, til at være nemme i bioinformatik. Vi skal fremme udviklingen af ​​fagfolk, der har ekspertise til at analysere store datasæt af den størrelse, som biologer ikke har skullet tænke på. Vi er nødt til at lokke smarte mennesker til genomics.

NHGRI og andre genomiske centre rundt om i verden arbejder i øjeblikket på 1.000 Genomes-projektet, et forsøg på at sekventere og analysere 1.000 menneskelige genomer. Din nye plan foreslår en undersøgelse af en million mennesker. Hvorfor så mange? Er det realistisk?

Jo mere vi forstår om sygdoms genomiske arkitektur, jo mere ser vi, at nogle sygdomme vil være resultatet af samlinger af sjældne varianter. Så vi har brug for mere og mere statistisk magt for at finde årsagsvarianter.

Engang lød 1.000 genomer skøre. Nu er der tale om, at folk sekventerer 1.000 genomer om ugen i deres egne laboratorier. Det, der ender med at blive mere begrænsende, er, hvad der skal ske i begge ender; at få prøver fra godt fænotype individer [mennesker, hvis sygehistorie og andre træk er velkarakteriseret] og derefter foretage analysen af ​​deres genom.

Lige nu er genomsekventering stadig stort set begrænset til forskning. Et af de mål, du skitserer i planen, er at omdanne sekventering til kliniske applikationer. Hvordan vil du gøre dette?

Vi starter med pilotprojekter. Vi har udstedt en række bevillingsanmodninger; en af ​​dem fokuserer på de kliniske anvendelser af storskala sekventering. En stor barriere vil være, hvordan man sammensmelter genomisk information i udviklingen af ​​elektroniske lægejournaler.

En af kritikpunkterne af Human Genome Project er, at det efter 10 års forskning endnu ikke har givet nye medicinske behandlinger. Er det en gyldig kritik?

Jeg har det dårligt, hvis vores entusiasme og eufori over at fuldføre genom-projektet blev fejlfortolket til at betyde, at vi ville have helbredelser 10 år senere. Men vi har gjort utrolige fremskridt. Når vi ser tilbage fra 2003, er genomics et andet sted.

Vores nye plan skal være realistisk. Vi ønsker ikke at give løfter om, at spektakulære fremskridt inden for medicin vil ske i løbet af de næste fem til 10 år. Det er mere som over de næste 10 til 20 år.

Kan du give et eksempel på en sygdom, der illustrerer genomics succes?

Crohns sygdom. For ti år siden var denne sygdom så uigennemsigtig. Men et beskedent antal undersøgelser ændrede fuldstændig forløbet af undersøgelsen af ​​den sygdom. Forskningen har peget på lægemidler, der tidligere ikke ville have været forbundet med sygdommen. Lignende ting sker i diabetes og hjertesygdomme.

skjule