Izvor: Politika, 26.Jun.2010, 01:08 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Genomska era čovečanstva
Nedavno se navršilo deset godina od iščitavanja dva nezavisna ljudska genoma ili celokupnog naslednog sadržaja čoveka. Danas se pouzdano zna da dva čoveka mogu da se razlikuju i do jedan odsto, ali to iznosi oko 30 miliona nukleotida! U međuvremenu je pokopano staro uverenje da svaki gen postoji najviše u dve kopije – jedna od oca, a druga od majke. Šta je to nedavno otkriveno u genima nobelovca Dezmonda Tutua, nasleđenim od majke?
Uz prisustvo tadašnjeg predsednika >> Pročitaj celu vest na sajtu Politika << SAD Bila Klintona na verandi Bele kuće i dvojice pobednika u „mrtvoj trci” – Krejga Ventera iz privatne kompanije i Džona Kolinsa ispred državnih instituta – pre deset godina objavljeno je da je prvi put pročitan celokupni nasledni sadržaj čoveka. Hemijska formula dva nezavisna ljudska genoma, svaka sa oko 3,3 milijarde hemijskih jedinica.
Sticajem okolnosti, istog dana učestvovao sam na proslavi 80. rođendana jednog od pionira molekularne biologije, profesora Pola Dotija sa Univerziteta Harvard, u Kejp kodu kod Bostona. Svi mi, bivši studenti i ondašnji saradnici, više nego znatiželjno pratili smo uživo prenos iz Bele kuće. Pored ostalih, tamo je bio Brus Alberts, tadašnji predsednik Američke akademije nauka i sadašnji glavni urednik časopisa „Sajens”. U to vreme ipredsednik Akademijinog odbora, zaduženog za odgonetanje humanog genoma. Bili smo, dakle, u prilici da čujemo pouzdane informacije i veoma važnog svedoka.
U slavljeničkoj atmosferi, kakva priliči takvom događaju, nagađali smo čije je razvrstavanje gena (sekvenciranje) pouzdanije i tačnije – u privatnoj ili u državnoj režiji? Nećete verovati: privatnik je imao više pristalica, a ispostavilo se da je većina omašila! Nisu izostale ni primedbe da su i jedan i drugi tim grešili! Najmerodavniji među nama, Brus Alberts, hladnokrvno je saopštio da su, najverovatnije, oba rezultata tačna! Tada je to, zaista, zvučalo neočekivano!
Na desetogodišnjicu iščitavanja, međutim, možemo da zaključimo da nas je valjano obavestio!
Licitacija na 25.000 gena
Sve to imalo je još jednu zanimljivu dimenziju, jer je mesec dana ranije održana konferencija posvećena genomima uopšte u kultnom mestu molekularne biologije, Kold Spring Harbor laboratoriji pokraj Njujorka. Koliko smo tada malo znali o humanom genomu govori činjenica da je predsedavajući predložio da svako od prisutnih, uz uplatu od jednog dolara, zapiše koliko čovek ima gena! Broj pretpostavljenih gena kretao se od 20.000 do 150.000! Slavodobitnik je, da vas ne mučimo, licitirao na oko 25.000 gena.
Znamo li danas više?
Postalo je očigledno da se mora iščitati veliki broj humanih genoma da bi se pouzdano odredilo šta te razlike u strukturi predstavljaju i koliko su bitne za svakog čoveka ponaosob. Ali tada je to bilo vrlo skupo – nekoliko stotina miliona dolara! Masovno razvrstavanje, dakle, nije dolazilo u obzir. Zato je širom sveta, a posebno u SAD, otpočela trka ko će da razvije industriju iščitavanja humanih genoma s najvećom preciznošću i po ceni pristupačnoj velikom broju ljudi. Danas se time bavi desetak takvih kompanija, a cena se približila iznosu od 30.000 dolara. Očekuje se da će uskoro spasti na 1.000.
Šta je otkriveno posle odgonetanja pedesetak humanih genom (a jedna američka kompanija saopštila je da je na putu da objavi rezultate za još 500)?
Utvrđeno je da razlika između dva humana genoma može da iznosi i do jednog procenta. Drugim rečima, to je 30 miliona nukleotida od oko tri milijarde u humanom genomu. Razlike se ogledaju u pojedinačnim nukleotidima (SNP, single nucleotide polimorphism), iako je bitnije to što se pojedini delovi nečijeg genoma mogu nasumično u bilo kom delu umnožiti (CNV, copy number variation). Staro uverenje da svaki gen postoji najviše u dve kopije – jedna od oca, a druga od majke – više ne važi.
Poučan je primer iščitavanje genoma četiri Bušmana i jednog Bantu crnca, nobelovca Dezmonda Tutua. Jedan od Bušmana imao je tzv. „ipsilon” hromozom Bantu crnca, dok je analizom mitohondrijalnog genoma Dezmonda Tutua utvrđeno da mu je jedna od pretkinja bila Bušmanka! Nikad se ne zna!
Mada se blisko ukrštaju, Bušmani se genomski više razlikuju među sobom nego, recimo, belci i Kinezi! Kod Bušmana se pojavljuje 1,3 miliona novih genetskih varijacija, još nezabeleženih u drugim genomima. Ni tu nije kraj iznenađenjima. Jedna genetska varijanta u LIPA genu bila je povezana s fatalnom bolešću metabolizma lipida, poznatom pod imenom Volmanov sindrom. Sva tri genoma Bušmana nose istu mutaciju, a nemaju nikakve posledice jer su dotični pojedinci doživeli 80. godinu. Predstoji nam, dakle, preispitavanje znanja u vezi s poreklom ovog sindroma.
Usmeravanje evolucije
Pomenute individualne genomske razlike uticaće presudno na buduću personalizovanu medicinu. Lekovi se neće prepisivati nasumično, već u saglasnosti s prethodnom analizom genoma pacijenta. Farmakogenomika je novi pristup u osmišljavanju i primeni lekova.
Analiza genoma kancera istog fenotipa, na primer raka dojke, pokazala je da genomske promene koje su dovele do istog oboljenja imaju različitu genomsku podlogu. Stoga nije čudno što su onkolozi odavno utvrdili da je neki lek blagotvoran kod jednog, ali neefikasan kod drugog obolelog. Genomskom analizom će se predvideti koji je od raspoloživih lekova primeren ili će se, čak, izmišljati novi. I to važi za sve čovekove bolesti!
Od mnogobrojnih novih vidika, zasnovanih na genomici, ovde ću još pomenuti odgonetanje genoma preistorijskog neandertalca koji su naučnici uporedili s pet genoma savremenih ljudi – Bušmana iz Južne Afrike, Jorube iz zapadne Afrike, žitelja iz Papue Nove Gvineje, Kineza i Francuza. Ukratko, rezultat je sledeći: identifikovani su brojni genomski regioni podvrgnuti pozitivnoj selekciji kod prethodnika savremenog čoveka, uključujući gene odgovorne za opšti metabolizam i razviće skeletnih i kognitivnih sposobnosti. Neandertalci su imali više zajedničkih genetskih varijanti sa savremenim ljudima na području Evrope i Azije nego s današnjim stanovnicima podsaharske Afrike. Sve to ukazuje dase protok gena od neandertalaca do preteča neafrikanaca dogodio pre nego što je došlo do divergencije u evroazijskim grupama.
Malobrojni primeri iz ranih godina istorije humane genomike ilustruju koliku moć, domete i značaj ona ima za dalji razvoj naše biološke vrste – čoveka. Prirodna evolucija kao jedina pokretačka silaokončala se pojavom prvog čoveka s kognitivnim sposobnostima. Ali sa ubrzanim i nenasumičnim, već predvidivim promenama humanih genoma, i ne samo humanih, „usmerena evolucija” postaće naša svakodnevica.
Ulazimo u genomsku eru istorije čovečanstva, voleli mi to ili ne voleli.
Profesor molekularne biologije
Vladimir Glišin
objavljeno: 26.06.2010.
Pogledaj vesti o: Formula 1
