„Wir werden die genomische Vielfalt kartieren und die Wissenschaft gerechter machen“, sagte ein Leiter des menschlichen Genoms

Karen Miga präsentiert sich als „Satellitenbiologin“ und hat ihre Berechtigung. Sie ist Forscherin und Professorin an der University of California in Santa Cruz, USA, und untersucht die „Satelliten-DNA“ von Zellen. Es geht um die wiederholte DNA, die ein Satellitenband bildet. Obwohl es ein weit entferntes Thema für den Alltag zu sein scheint, ermöglichte Dr. Miga mit ihrer Anstrengung und ihrem Engagement für dieses Thema eine weitere wissenschaftliche Leistung weltweit: Sie beschrieben die erste Sequenzierung des gesamten menschlichen Genoms. Es hatte die Zusammenarbeit von 100 Forschern.

Die Errungenschaft umfasste Bereiche der DNA der menschlichen Spezies, die noch nie zuvor gesehen wurden und mit Krankheiten wie Muskeldystrophie und einigen Krebsarten sowie mit der Entwicklung des Gehirns zusammenhängen. Es wird mehr Informationen beinhalten, damit Fortschritte bei der Entwicklung zunehmend personalisierter Diagnose und Diagnose erzielt werden können Behandlungsmethoden für Patienten.

In den 1990er Jahren hatten verschiedene Forschergruppen das Genom eines Bakteriums, einer Hefe und eines Wurms entschlüsselt. Zwischen 2000 und 2003 haben die amerikanischen Wissenschaftler Francis Collins aus dem öffentlichen Sektor und Craig Venter, von einer privaten Firma, wurden sowohl Entwürfe als auch Abschlussarbeiten zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms mit verschiedenen Methoden mit Fanfare angekündigt. Forscher aus Großbritannien, Frankreich, Japan, Deutschland und China arbeiteten ebenfalls zusammen. Mehr als 3 Milliarden Dollar wurden für das Lesen jedes Buchstabens der DNA einer Person bereitgestellt.

In Wirklichkeit erhielten diejenigen, die sich auf die menschliche Spezies konzentrierten, 2003 nur ein genaues „Bild“ von 92% des Genoms. Die restlichen 8% waren zu komplex für die damalige Technologie, um sie dekodieren zu können, und dieser Prozentsatz blieb ausstehend. An diesem „Hang“ arbeiteten Karen Miga und ihre Mitarbeiter.

„Ich begann meine wissenschaftliche Karriere als Student im Labor des Wissenschaftlers Evan Eichle r während des Starts des ersten Humangenomprojekts im Jahr 2001“, sagte er gegenüber Infobae. Dieser Forscher, fügte er hinzu, „hatte die Vision und bemühte sich, das menschliche Referenzgenom zu vervollständigen, und das prägte meine Vision der Genomik viele Jahre vor der Gründung des Telomere to Telomere Consortium.“ Das Konsortium nahm 2019 seinen Betrieb auf.

Miga bestätigte: „Ich habe meine Liebe zu Satelliten-DNAs gefunden, Tandem-Wiederholungen in den anhaltenden Lücken unseres Genoms, mit Hunt Willard als Tutor. Schließlich habe ich meine Postdoktorandenausbildung bei David Haussler und Jim Kent absolviert, die dafür bekannt sind, dass sie sich dem ersten menschlichen Genom durch öffentliche Anstrengungen angeschlossen haben und für ihre Leidenschaft, diese Ressourcen breit und offen zu teilen, anerkannt sind. Im Allgemeinen hatte ich eine einzigartige Vision des Humangenomprojekts, der Vergangenheit, der Gegenwart und der Zukunft. Es ist mir eine Ehre, ein kleiner Teil dieses Erbes zu sein.“

Das menschliche Genom besteht aus etwas mehr als sechs Milliarden einzelnen DNA-Buchstaben, verteilt auf 23 Chromosomenpaare. Achtzig Prozent des anstehenden Genoms enthielten stark wiederholte Sequenzen und verwarfen sie größtenteils als „Junk“ -DNA. Zu den wiederholten Bereichen gehörten die Teile, die die beiden Stränge der Chromosomen zusammenhalten und die eine entscheidende Rolle bei der Zellteilung spielen. Es gab auch „Stücke“, die Anweisungen für die Proteinfabriken der Zelle geben, und andere, die Gene enthalten, die bei der Anpassung der Arten helfen können. Und es war nicht bekannt, wie die Reihenfolge all dieser wiederholten Teile richtig war.

Es gab ein weiteres Problem beim Erreichen des gesamten Genoms. Die meisten Zellen enthalten zwei Genome, eines vom Vater und das andere von der Mutter. Beim Versuch, alle Teile zusammenzusetzen, können die Sequenzen jedes Elternteils gemischt werden, und die tatsächliche Variation innerhalb jedes einzelnen Genoms wurde verborgen.

Dr. Eichler, der Teil des Howard Hughes Medical Institute ist, hatte die Idee, ein vollständiges Genom zu erhalten, indem nur eines der Genome sequenziert wurde, anstatt zwei gleichzeitig zu lösen. Dafür verwendete er eine Reihe von Zelllinien, die vom Genetiker der University of Pittsburgh, Urvashi Surti, untersucht wurden: Aufgrund eines Versagens der normalen Entwicklung haben diese Zellen zwei Kopien der DNA des Vaters und keine der Mutter. Diese Zelllinie ermöglichte - zu einem großen Teil - die Neuanordnung des Genoms.

Andere Änderungen trugen ebenfalls zum Durchbruch bei. Während dieser zwei Jahrzehnte gab es Innovationen bei der Entwicklung von Gensequenzierungsgeräten, die von Oxford Nanopore Technologies und Pacific Biosciences hergestellt wurden. Mit Adam Phillippy förderte Dr. Miga 2019 die Gründung des Konsortiums Telomere to Telomere, da bereits eine Technologie vorhanden war, mit der eine Million Buchstaben DNA gleichzeitig genau gelesen werden konnten, um die schwierigsten Teile des Genoms zu verstehen.

Neben den Zelllinien, den neuen Geräten und der Zusammenarbeit von mehr als 100 Forschern hatte die vollständige Sequenzierung des Genoms diesmal auch den Eindruck einer Frau als Führungskraft. Hast du den Unterschied bemerkt? fragte Infobae Dr. Miga. Er antwortete nur: „Ich freue mich sehr, unser Konsortium zusammen mit den anderen Telomeren durch Telomeres-Führer Adam Phillippy und Evan Eichler zu vertreten. Wir haben sechs Artikel mit dem gesamten Genom veröffentlicht. Etwa die Hälfte der Autorinnen sind Frauen, und wir feiern die Leistungen einer großen Anzahl von Wissenschaftlern im Frühstadium.“

Nach den 6 Artikeln, die das Konsortium in der Zeitschrift Science veröffentlicht hat, wird kaum mehr über „Junk-DNA“ gesprochen. „'Junk DNA' ist nur eine Möglichkeit, DNA zu beschreiben, deren Funktion wir nicht ganz verstehen. Wir hoffen, dass diese umfassende Karte Forschern helfen wird, neue Bedeutungen und Funktionen in diesen zuvor ignorierten Regionen zu finden „, sagte Miga. Die Möglichkeit, mehr Antworten auf verschiedene Krankheiten zu finden, ist jetzt offen.

„Die Möglichkeit, jede Basis ganzer Genome (oder Telomere durch Telomere) zu untersuchen, wird zu neuen genetischen Entdeckungen führen, die letztendlich unser Verständnis der menschlichen Gesundheit und Krankheit verbessern werden“, sagte sie. „Die neuen Regionen bieten Karten, die zum Verständnis häufiger struktureller Chromosomenanomalien in der Allgemeinbevölkerung hilfreich sein könnten, wie z. B. robertsonische Translokationen, die die kurzen Arme akrozentrischer Chromosomen betreffen und die gerade zum ersten Mal im Rahmen unserer Studie veröffentlicht wurden.“ kommentiert.

Darüber hinaus fügte er hinzu: „Wir erwarten Karten aller zentromerischen Regionen oder Orte, die für die korrekte Trennung unserer Chromosomen bei jeder Zellteilung wichtig sind. könnte helfen uns, Aneuploidien wie Trisomie 21 oder Down-Syndrom oder andere häufige Fehler in der Chromosomenkopiezahl bei Krebs und früher Entwicklung zu verstehen“.

In der Zwischenzeit ist Dr. Miga nicht mit dem gesamten menschlichen Genom zufrieden. „Wir werden Karten mit globaler genomischer Vielfalt erstellen, um die Wissenschaft gerechter zu machen.“ Tatsache ist, dass das 2003 entschlüsselte Genom nur auf den Proben von nur 11 Personen basierte. Zusammen mit Dr. Eichler starteten sie das Human Pangenome Project. Es wird vom National Institute for Human Genome Research (NHGRI) der Vereinigten Staaten in Bethesda, Maryland, mit 30 Millionen US-Dollar finanziert. Sie suchen nach einer detaillierten Sequenzierung des Genoms, darunter 350 Menschen mit unterschiedlichen ethnischen Hintergründen.

„Die Idee ist, vollständigere Karten menschlicher Genome auf der ganzen Welt zu erstellen. Dies wird die genomische Vielfalt erhöhen, um die Wissenschaft gerechter zu machen. Unser Ziel ist es, die Karten zu generieren, anstatt die Ergebnisse zu entziffern „, sagte er. Alle Daten werden geteilt und die Genommedizin soll mit der gesamten Menschheit gerechter sein. „Um die volle Vielfalt der genetischen Variation des Menschen zu berücksichtigen, hat sich das Human Pangenome Consortium dem Telomere by Telomere Consortium angeschlossen, um eine Sammlung hochwertiger Genome aus verschiedenen Populationen aufzubauen. Es wird in den kommenden Jahren ein grundlegendes Ziel sein „, sagte Miga. „Es ist wichtig, dass wir es richtig machen, und unser Team konzentriert sich auf Qualität, um sicherzustellen, dass diese Ressource einen breiten Nutzen hat“, sagte er.

Das Pangenome wird anders durchgeführt als frühere Projekte. Innerhalb des Teams gibt es Experten für Bioethik, die jeden Schritt überwachen, um sicherzustellen, dass die hohen Standards der Forschungsethik eingehalten werden. Darüber hinaus werden alle 350 Genome von Zelllinien stammen, die Kopien beider Elternteile enthalten. Dies bedeutet, dass sie komplexe Computerwerkzeuge verwenden müssen, um Genome zu trennen und sicherzustellen, dass sie strukturelle Variationen genau erfassen. Sie haben im Rahmen dieser Initiative bereits 70 Genome fertiggestellt. Das Ziel ist es, bis 2024 350 zu beenden.

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