12.10.2018 07:43
Новости.
Просмотров всего: 8000; сегодня: 1.

Пятнадцать лет открытию генома человека

«Геном человека» спустя тридцать лет с запуска международной научной программы.

В 1988 году в СССР была официально запущена государственная научно-техническая программа «Геном человека» постановлением совета министров СССР "О мерах по ускорению работ в области генома человека" №1060. С инициативой секвенирования генома человека выступил академик Баев А.А. - ученый в области генной инженерии.

Мы были не единственными, кто в этот период озадачился проблемами генетики. Программа «Геном человека» стала международной и одновременно самой масштабной и грандиозной за всю многовековую историю науки!

Как все начиналось.

В 1988 г. в США два ученых-генетика Уильям Гилберт и Джеймс Уотсон выступили с идеей о проведении научной программы «Геном человека». Основной целью программы была расшифровка генома человека, а также других видов: бактерий, дрожжей, мышей. Планировалось, что открытие генома человека станет ключом к пониманию многих процессов эволюции, позволит изучить множество генетических заболеваний, а также разработать эффективные медицинские препараты. Неожиданно, идею поддержали Министерство энергетики США и Национальный институт здоровья США, которые согласились спонсировать программу. Стоимость ее изначально планировалась в 3 млрд долларов США.

Во многом удалось получить такую высокую поддержку благодаря статусу Джеймса Уотсона, который еще в 1962 г. получил Нобелевскую премию за открытие двойной спирали ДНК, после чего им была построена одна из лучших биологических лабораторий мира «Cold Spring Harbor», существующая и по сей день.

В последующие годы к программе присоединились другие страны: Великобритания, Франция, Германия, Италия и другие страны (всего 23 государства, геном человека состоит из 23 пар хромосом). Стоит отметить, что и СССР не поскупился на финансирование развития генетики. Уже в первый год на программу «Геном человека» было выделено 20 млн. долларов США для реконструкции лабораторий, разработки нового оборудования и создания внутренней информационной базы. Каждой стране была выделена своя хромосома для исследования, работа велась полным ходом.

Первые результаты.

Нельзя не отметить, что тяжелая политическая и экономическая обстановка в России 90 годов негативно сказались и на развитии науки. В программу «Геном человека» стали выделять все меньше финансов, поэтому участие России в международной программе почти было сведено на нет. При этом, большой вклад в развитие генетики внесли ученые Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, Академгородок). Под руководством профессора Колчанова Н.А. было создано несколько компьютерных программ для поиска регуляторных участков генома.

При этом, правительственное финансирование в США в этот период тоже было снижено, научная работа замедлилась. По сути, программу спасла частная лаборатория «Сelera Genomics», возглавляемая биологом – Дж. Вентером. Для сравнения: программа, финансируемая правительствами государств по всему миру, могла расшифровать миллион нуклеотидных пар в год, «Сelera Genomics» расшифровывала не менее 10 млн. нуклеотидных пар в сутки. Это позволило в короткие сроки добиться значительного прогресса.

И еще важным открытием «Сelera Genomics» стал новый способ расшифровки генома, названный впоследствии – метод произвольного секвенирование путем дробления. С его помощью, в компьютерной программе можно было смоделировать полный геном, имея в физическом наличии только его фрагменты. При помощи этого способа впервые удалось узнать геном бактерии Haemophilus in-fluenzae Rd. Затем, в 1996 году этим же методом окрыли геном дрожжевой клетки, а уже 1998 удалось расшифровать геном многоклеточного организма – земляного червя Caenorhabolits elegans.

Открытие генома человека.

Геном человека — это совокупность генетического материала, укомплектованного в гаплоидном наборе хромосом (23 пары) в клетке организма.

В 2000 году президент США и премьер-министр Великобритании сделали амбициозное заявление о расшифровке генома человека и завершении генетической гонки. Как выяснилось позже, заявление было преждевременным, так как на тот момент геном был изучен только на 90%. Возможно, недостоверное взыскивание представителей власти было связано с тем, что государства больше не имели возможности вкладывать огромные деньги на программу «Геном человека» или просто стремились присвоить себе лавры многолетней международной программы для поднятия политического рейтинга.

На самом деле, в окончательной версии геном человека был расшифрован в 2003 году, то есть, всего лишь 15 лет назад! При этом, некоторые пробелы в познаниях генетического кода человека остаются даже сегодня. Ученые продолжают работать над тайнами генома Homo sapiens.

Что нам дало это открытие?

Медицина. Расшифровка ДНК человека в первую очередь открыла новые грани медицины. После этого открытия, удалось научно подтвердить, что огромное количество заболеваний являются наследственными и передаются от предков к потомкам. Кроме того, понимание динамики и признаков заболевания с точки зрения молекулярной биологии позволило создать прогрессивные медицинские методы и средства. Этот процесс продолжается и сейчас, благодаря чему появляются все более эффективные способы лечения таких патологий, как онкология, сахарный диабет, болезнь Альцгеймера и многие другие.

Знание секретов молекулы ДНК дает зеленый свет развитию «персонализированной медицины», о которой ведутся разговоры уже многие годы. Термин означает применение к каждому пациенту индивидуальных способов лечения. Эпоха стандартных методов лечения уходит в прошлое. Это обусловлено тем, что теперь нам известно - генетически каждый человек уникален, природе не существует людей с одинаковым набором генов! А это означает, что не существует и универсальных медицинских средств.

Биологам удалось выявить роль и значение многих генов в организме человека. Сегодня в обширную медицинскую практику входят ДНК-тесты, которые позволяют анализировать гены конкретного человека. Генетический тест позволяет выявить предрасположенность человека к разлитым патологиям, риски и особенности его организма. Обладая такими глубокими данными, врачи имеют возможность подобрать пациенту индивидуальную программу лечения и профилактики.

Оказалось, что гены играют огромную роль во многих аспектах жизни человека. Генетические тесты используются и в таких сферах медицины как диетология, косметология, трихология. Например, склонность к полноте, особенности метаболизма и усвоения продуктов питания тоже заложены генетически. Сейчас ученые активно изучают влияние генов на характер и таланты человека.

Криминалистика. Знание об уникальности каждого человека положило начало новой вехе в развитии криминалистики. Теперь даже один оставленный волос, капля крови, фрагмент кожи, слюна и любой биоматериал преступника может послужить для идентификации его ДНК. При чем, в надлежащих условиях хранения ДНК может храниться очень долго. Например, современные ученые изучают ДНК останков солдат, погибших во время Великой Отечественной Войны, и сравнивают их с фрагментами ДНК с фронтовых писем. Более того, проводятся даже исследования мумий египетских фараонов, пролежавших в земле более трех тысяч лет.

История. До момента расшифровки генома человека, большинство данных о прошлых цивилизациях мы получали из археологических раскопок. После открытия генома историки смогли понять многие исторические события более глубоко. Например, удалось проанализировать процесс заселения Европы: оказалось, что сначала она заселялась выходцами из Ближнего Востока, которая имели темные волосы и глаза, постепенно гены мутировали, в результате чего, в средние века в Европе проживали уже люди со светлыми волосами и голубыми глазами. Это во многом связано с климатическими условиями, под который поступательно мутирует организм.

Интересной находкой оказалась мутация гены лактазы (это фермент, расщепляющий молочный сахар — лактозу). Изначально люди не имели способности расщеплять лактозу в течение всей жизни, а могли делать это только в младенчестве (то есть, могли употреблять молоко только в период лактации младенца). Постепенная мутация гена привела к тому, что люди стали пить молоко в течение всей жизни. Мутация впервые распространилась в популяции примерно 4 тыс. лет назад, а значит, люди стали способны употреблять в пищу молоко далеко не сразу после того, как одомашнили животных. Вероятно, люди вообще не сразу поняли, что можно употреблять в пищу молоко животных. В итоге эта привычка прижилась так основательно, что сегодня у 70% населения планеты генетически заложены способность употреблять молоко животного происхождения всю жизнь. При этом, например, жители Китая практически не употребляют в пищу молоко и не имеют способности к расщеплению лактозы. Истерически сложилось так, что на этой территории в силу муссонного климата было слабо развито скотоводство. Таким образом, мутация гена лактазы у этих народов не формировалась.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что научная программа «Геном человека» имела значительные плоды и внесла серьёзный вклад в развитие генетики и других наук. По неофициальным данным, на ее реализацию было затрачено 3 млрд. долларов США бюджетных средств и столько же профинансировали частные компании. В совокупности на программу ушло около 6 млрд долларов США. Благодаря вкладу частных корпораций программа была завершена даже раньше, чем планировалось, и полностью оправдала ожидания ее создателей. Но, мы не можем останавливаться на достигнутом, поэтому эпоха научных открытий в генетике продолжается…


Ньюсмейкер: Basis Genomic Group — 47 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Возвращаем имена Победы
25.04.2025 18:35 Мероприятия
Возвращаем имена Победы
28-29 апреля в Алматы состоится международная конференция «Возвращённые имена Победы». Мероприятие пройдёт под девизом «80 лет Великой Победы – от доблести к суверенитету» и объединит историков и поисковиков, исследователей и педагогов из Казахстана, России, Узбекистана, Таджикистана, Словении и других стран. Цель конференции – расширить исследовательскую работу по увековечению памяти воинов-победителей в Великой Отечественной войне, отдать дань уважения всем советским людям, которые сражались на фронте и трудились в тылу. Это продолжение той деятельности, которая Ассамблея народов Евразии и Африки последовательно ведёт в рамках сохранения исторической памяти, стремясь к справедливости и сохранению памяти о подвигах всех народов, победивших нацизм.К конференции «Возвращённые имена Победы» на Медиаплатформе «Сеть истории» открыт специальный проект «Герои Центральной Азии в Великой...
Мэр столицы рассказал о программе фестиваля «Московская весна Победы»
25.04.2025 17:21 Мероприятия
Мэр столицы рассказал о программе фестиваля «Московская весна Победы»
Праздничные мероприятия пройдут с 1 по 11 мая на фестивальных площадках, в парках, на ВДНХ, в культурных центрах и других общественных пространствах. К празднованию 80-летия Великой Победы в Москве подготовлена масштабная программа. О том, как в столице отметят этот юбилей, рассказал Сергей Собянин в своем блоге. «80 лет назад завершилась Великая Отечественная война, священная война за свободу, добро и правду. 9 мая — величайшая дата для всех поколений россиян. В этом году мы отметим ее фестивалем “Московская весна Победы”. С 1 по 11 мая на фестивальных площадках, в парках, на ВДНХ, в культурных центрах и других общественных пространствах будем праздновать Победу, вспоминать и рассказывать детям и внукам о подвигах наших героев...
Разгром Земландской группировки противника и взятие Пиллау в 1945 году
25.04.2025 10:07 Аналитика
Разгром Земландской группировки противника и взятие Пиллау в 1945 году
Разгром кёнигсбергской группировки создал благоприятные условия для окончательного уничтожения остатков восточно-прусской группировки — группы «Земланд». Войска 3-го Белорусского фронта под командованием А. М. Василевского 13 апреля почти без паузы перешли в наступление против немецких войск, закрепившихся на Земландском полуострове и военно-морской базе Пиллау. 26 апреля порт и крепость Пиллау были захвачены. Уничтожением гитлеровской группировки на Земландском полуострове закончилась Восточно-Прусская операция. Положение и силы сторон СССР. Чтобы сразу сломить сильную оборону противника и не затягивать боевые действия, маршал Василевский решил привлечь к операции пять общевойсковых армий. 2-я гвардейская, 5-я, 39-я и 43-я армии были в первом эшелоне, 11-я гвардейская армия — во втором. Для этого произвели перегруппировку сил: фронт, который ранее занимали 2-я гвардейская и 5-я...
Народное ополчение 1941. Бесстрашие героев, о котором помнят потомки
23.04.2025 16:11 Новости
Народное ополчение 1941. Бесстрашие героев, о котором помнят потомки
Решение о формировании дивизий народного ополчения было принято 2 июля 1941 года Государственным комитетом обороны. Добровольческие отряды создавались из гражданских жителей столицы и Подмосковья, которые не подлежали призыву на срочную службу. Призыв в народное ополчение проводился в два этапа. Первый проходил с 6 по 20 июля 1941 года, второй — с 26 по 30 августа 1941 года. Было принято решение о формировании по Москве 25 дивизий. Но в результате успели укомплектовать только 12. В общей сложности в них числились около 120 тысяч человек. Уже в сентябре 1941 года они вошли в состав стрелковых дивизий, получив войсковые номера. В ополченцы брали не всех: туда не принимались люди с плохим здоровьем и высококвалифицированные специалисты, чьи знания и опыт могли пригодиться в тылу. Да и те, кого все-таки отобрали, зачастую сталкивались с непредвиденными трудностями. Снабдить вооружением и...
Москва представит опыт «умного города» на GITEX Asia Singapore 2025
22.04.2025 11:16 Мероприятия
Москва представит опыт «умного города» на GITEX Asia Singapore 2025
Москва представит лучшие городские практики в сфере цифровизации и устойчивого развития на международной выставке GITEX Asia Singapore 2025. На стенде Москвы будут представлены ключевые технологические компании и научно-образовательные организации столицы, демонстрирующие передовые решения в сфере ИТ, городского управления, видеоаналитики, коммуникаций и цифровой безопасности. Среди участников — разработчик программных решений для органов власти KeySystems, компания VisionLabs, специализирующаяся на технологиях распознавания лиц и видеоаналитике для «умного города», а также Fivegen, представившая систему мониторинга состояния городской среды на основе видеодетекторов. Инновационные коммуникационные решения продемонстрирует IVA Technologies, в том числе защищённые платформы видеосвязи для госструктур и бизнеса. Высокотехнологичные симуляторы и обучающие комплексы представит...