Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Логотип проекта "Геном человека"

Проект генома человека ( ПГП ) является международной научно - исследовательский проект с целью определения пар оснований , которые составляют человеческую ДНК , а также выявления и картирования всех генов в геноме человека как от физической и функциональной точки зрения. [1] Это остается крупнейшим в мире совместным биологическим проектом. [2] Планирование началось после того, как эта идея была подхвачена правительством США в 1984 году , проект был официально запущен в 1990 году и был объявлен завершенным 14 апреля 2003 года. [3]

Финансирование поступило от правительства США через Национальные институты здравоохранения (NIH), а также от множества других групп со всего мира. Параллельный проект был проведен вне правительства корпорацией Celera или Celera Genomics, которая была официально запущена в 1998 году. Большая часть финансируемого правительством секвенирования была проведена в двадцати университетах и ​​исследовательских центрах США , Великобритании , Японии и других стран. Франция , Германия , Испания и Китай . [4]

Первоначально проект «Геном человека» был направлен на отображение нуклеотидов, содержащихся в эталонном гаплоидном геноме человека (более трех миллиардов). «Геном» каждого отдельного человека уникален; картирование «генома человека» включало секвенирование небольшого числа индивидуумов с последующей сборкой их вместе, чтобы получить полную последовательность для каждой хромосомы. Таким образом, законченный геном человека представляет собой мозаику, не представляющую отдельного человека.

Проект "Геном человека" [ править ]

История [ править ]

Dna-split.png

Проект «Геном человека» - это проект, рассчитанный на 13 лет и финансируемый государством, начатый в 1990 г. с целью определения последовательности ДНК всего эухроматического генома человека в течение 15 лет. [5]

В мае 1985 года Роберт Синсхаймер организовал семинар в Калифорнийском университете в Санта-Круз , чтобы обсудить секвенирование генома человека [6], но по ряду причин NIH не был заинтересован в реализации этого предложения. В марте следующего года семинар в Санта-Фе был организован Чарльзом ДеЛизи и Дэвидом Смитом из Управления исследований здравоохранения и окружающей среды Министерства энергетики США (OHER). [7] В то же время Ренато Дульбекко предложил секвенирование всего генома в своем эссе в Science. [8] Два месяца спустя Джеймс Уотсон провел семинар в лаборатории Колд-Спринг-Харбор. Таким образом, идея получения эталонной последовательности имела три независимых источника: Зиншеймер, Дульбекко и Делизи. В конечном итоге именно действия ДеЛизи запустили проект. [9] [10] [11] [12]

Тот факт, что семинар в Санта-Фе был мотивирован и поддержан Федеральным агентством, открыл путь, хотя и трудный и извилистый [13], для превращения идеи в государственную политику Соединенных Штатов . В служебной записке помощнику министра по энергетическим исследованиям (Элвину Трайвелпису) Чарльз Делизи, который тогда был директором OHER, изложил общий план проекта. [14] Это положило начало длинной и сложной цепочке событий, которая привела к утвержденному перепрограммированию средств, что позволило OHER запустить проект в 1986 году и рекомендовать первую статью для HGP, которая была в бюджетном представлении президента Рейгана на 1988 год. [13]и в конечном итоге одобрен Конгрессом. Особое значение для одобрения Конгресса имела защита сенатора от Нью-Мексико Пита Доменичи , с которым ДеЛизи подружился. [15] Доменичи возглавлял комитет Сената по энергетике и природным ресурсам, а также Бюджетный комитет, которые играли ключевую роль в бюджетном процессе Министерства энергетики. Конгресс добавил сопоставимую сумму в бюджет NIH, тем самым начав официальное финансирование обоими агентствами.

Элвин Трайвелпис запросил и получил одобрение предложения Делизи от заместителя госсекретаря Уильяма Флинна Мартина . Эта диаграмма [16] была использована весной 1986 года Трайвелписом, тогдашним директором Управления энергетических исследований Министерства энергетики, чтобы проинформировать Мартина и заместителя министра Джозефа Сальгадо о его намерении перепрограммировать 4 миллиона долларов для начала проекта с помощью одобрение секретаря Херрингтона . За этим перепрограммированием последовала статья бюджета в размере 16 миллионов долларов, представленная администрацией Рейгана на 1987 год в Конгресс. [17] Впоследствии он прошел обе палаты. Проект был рассчитан на 15 лет. [18]

Возможные технологии уже рассматривались для предлагаемого предприятия, по крайней мере, еще в 1979 году; В том же году Рональд В. Дэвис и его коллеги из Стэнфордского университета подали в NIH предложение, которое было отклонено как слишком амбициозное. [19] [20]

В 1990 году два основных финансирующих агентства, DOE и NIH , разработали меморандум о взаимопонимании, чтобы согласовать планы и установить время начала проекта на 1990 год. [21] В то время Дэвид Галас был директором переименованной компании. «Управление биологических и экологических исследований» в Управлении науки Министерства энергетики США и Джеймс Уотсон возглавили Программу генома NIH. В 1993 году Аристидес Патринос сменил Галаса, а Фрэнсис Коллинз сменил Джеймса Уотсона , взяв на себя роль руководителя проекта в качестве директора Национального центра исследования генома человека при Национальном институте здравоохранения США (NIH) (который позже сталНациональный институт исследования генома человека ). Рабочий проект генома был объявлен в 2000 году, а статьи, описывающие его, были опубликованы в феврале 2001 года. Более полный проект был опубликован в 2003 году, и работа по «доработке» генома продолжалась более десяти лет.

Проект стоимостью 3 миллиарда долларов был официально основан в 1990 году Министерством энергетики США и Национальными институтами здравоохранения и должен был занять 15 лет. [22] Помимо США, в международный консорциум вошли генетики из Соединённых королевств, Франции, Австралии, Китая и множества других спонтанных отношений. [23] С поправкой на инфляцию стоимость проекта составила около 5 миллиардов долларов. [24] [25]

Благодаря широкому международному сотрудничеству и достижениям в области геномики (особенно в области анализа последовательностей ), а также значительным достижениям в компьютерных технологиях, в 2000 г. был завершен «черновой вариант» генома (объявленный совместно президентом США Биллом Клинтоном и британским Премьер-министр Тони Блэр 26 июня 2000 г.). [26] Этот первый доступный черновой вариант сборки генома был завершен группой Genome Bioinformatics Group в Калифорнийском университете в Санта-Крузе под руководством тогдашнего аспиранта Джима Кента . Постоянное определение последовательности привело к объявлению практически полностью завершенногогенома 14 апреля 2003 г., на два года раньше запланированного срока. [27] [28] В мае 2006 года была пройдена еще одна веха на пути к завершению проекта, когда последовательность самой последней хромосомы была опубликована в журнале Nature . [29]

Учреждения, компании и лаборатории в Программе генома человека перечислены ниже, согласно NIH : [4]

Нет.НацияИмяПринадлежность
1Институт Уайтхеда / Центр исследований генома Массачусетского технологического институтаМассачусетский Институт Технологий
2Институт Wellcome Trust SangerWellcome Trust
3Центр секвенирования генома Медицинской школы Вашингтонского университетаВашингтонский университет в Сент-Луисе
4Объединенный институт генома Министерства энергетики СШАМинистерство энергетики США
5Бейлорский медицинский колледж Центр секвенирования генома человекаМедицинский колледж Бейлора
6Центр геномных наук RIKENРикен
7Геноскоп и ЦНРС УМР-8030Французская комиссия по альтернативным источникам энергии и атомной энергии
8Центр секвенирования GTCGenome Therapeutics Corporation , подразделение секвенирования которой приобретено ABI
9Отдел геномного анализаИнститут Фрица Липмана , название изменено с Института молекулярной биотехнологии
10Пекинский институт геномики / Центр генома человекаКитайская Академия Наук
11Центр секвенирования мультимегабазИнститут системной биологии
12Стэнфордский технологический центр геномаСтэндфордский Университет
13Стэнфордский центр генома человека и Департамент генетикиМедицинский факультет Стэнфордского университета
14Центр генома Вашингтонского университетаВашингтонский университет
15Кафедра молекулярной биологииМедицинский факультет Университета Кейо
16Юго-западный медицинский центр Техасского университета в ДалласеТехасский университет
17Центр передовых технологий генома Университета ОклахомыКафедра химии и биохимии, Университет Оклахомы
18Институт молекулярной генетики Макса ПланкаОбщество Макса Планка
19Центр генома Литы Анненберг ХазенЛаборатория Колд-Спринг-Харбор
20GBF / Немецкий исследовательский центр биотехнологииРеорганизован и переименован в Центр исследования инфекций им. Гельмгольца.

Кроме того, начиная с 2000 года и продолжается в течение трех лет в России , русский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) ( русский : Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) ) предоставил грант в размере около 500 тысяч рублей в фонд генома картографирования россиян (три группы : Вологда-Вятка ( русский : Вологда-Вятка ), Ильмень-Белозерский ( русский : Ильмень-Белозерск ), и Валдай ( русский : Валдай )) лаборатория генетики человека народонаселения медицинской генетики центра в Российской академии медицинских наук ( Русский :лаборатории популяционной генетики человека Медико-генетического центра Российской академии медицинских наук ). Хотя лучшим российским генетиком в 2004 году был Сергей Инге-Вечтомов ( русский : Сергей Инге-Вечтомов ), исследование возглавляла доктор биологических наук Елена Балановская ( Россия : Елена Балановская ) в Лаборатории популяционной генетики человека в Москве . С 2004 года Евгений Гинтер является научным руководителем Медицинского генетического центра в Москве. [30]

Состояние завершения [ править ]

Проект не смог секвенировать всю ДНК, обнаруженную в клетках человека . Он секвенировал только эухроматические участки генома, которые составляют 92,1% генома человека. Другие области, называемые гетерохроматическими , находятся в центромерах и теломерах и не были секвенированы в рамках проекта. [31]

Проект генома человека (HGP) был объявлен завершенным в апреле 2003 года. Первоначальный черновой вариант генома человека был доступен в июне 2000 года, а к февралю 2001 года рабочий проект был завершен и опубликован, после чего было проведено окончательное картирование секвенирования генома человека на 14 апреля 2003 г. Хотя сообщалось, что это покрывает 99% эухроматического генома человека с точностью 99,99%, 27 мая 2004 г. была опубликована основная оценка качества последовательности генома человека, показывающая, что более 92% выборки превысили точность 99,99%. было в пределах поставленной цели. [32]

В марте 2009 года Консорциум ссылок на геном (GRC) выпустил более точную версию генома человека, но она все еще оставила более 300 пробелов [33], в то время как 160 таких пробелов остались в 2015 году. [34] Хотя в мае 2020 г. GRC сообщил о 79 «неразрешенных» пробелах, [35] на долю которых приходится до 5% генома человека, [36] месяцами спустя применение новых методов секвенирования на больших расстояниях и гомозиготной клеточной линии, в которой обе копии каждой хромосомы являются идентичность привела к первой теломер-теломер, действительно полной последовательности хромосомы человека, X-хромосоме . [37] Работа над завершением оставшихся хромосом с использованием того же подхода продолжается. [36]

Заявки и предлагаемые преимущества [ править ]

Секвенирование генома человека приносит пользу во многих областях, от молекулярной медицины до эволюции человека . Проект «Геном человека» посредством секвенирования ДНК может помочь нам понять болезни, включая: генотипирование конкретных вирусов для направления соответствующего лечения; выявление мутаций, связанных с различными формами рака ; дизайн лекарств и более точное прогнозирование их эффектов; продвижение в области судебно- прикладных наук; биотопливо и другие энергетические приложения; сельское хозяйство , животноводство , биопереработка ;оценка рисков ; биоархеология , антропология и эволюция . Еще одно предлагаемое преимущество - это коммерческое развитие исследований в области геномики, связанных с продуктами на основе ДНК, многомиллиардная отрасль.

Последовательность ДНК хранится в базах данных, доступных любому в Интернете . США Национальный центр биотехнологической информации (и родственные организации в Европе и Японии) дом последовательности гена в базе данных известной как GenBank , вместе с последовательностями известных и гипотетических генов и белков. Другие организации, такие как UCSC Genome Browser в Калифорнийском университете в Санта-Круз [38] и Ensembl [39], предоставляют дополнительные данные и аннотации, а также мощные инструменты для их визуализации и поиска. Компьютерные программыбыли разработаны для анализа данных, поскольку сами данные трудно интерпретировать без таких программ. Вообще говоря, достижения в технологии секвенирования генома следовали закону Мура , концепции компьютерных наук, которая гласит, что интегральные схемы могут увеличиваться в сложности с экспоненциальной скоростью. [40] Это означает, что скорость, с которой можно секвенировать целые геномы, может увеличиваться с той же скоростью, что и при разработке вышеупомянутого проекта «Геном человека».

Методы и анализ [ править ]

Процесс определения границ между генами и другими особенностями необработанной последовательности ДНК называется аннотацией генома и находится в сфере биоинформатики . В то время как опытные биологи делают лучших аннотаторов, их работа продвигается медленно, а компьютерные программы все чаще используются для удовлетворения требований высокой производительности проектов секвенирования генома. Начиная с 2008 года, новая технология, известная как RNA-seqбыло введено, что позволило ученым непосредственно секвенировать информационную РНК в клетках. Это заменило предыдущие методы аннотации, которые полагались на свойства, присущие последовательности ДНК, на прямое измерение, которое было гораздо более точным. Сегодня аннотирование генома человека и других геномов основывается в первую очередь на глубоком секвенировании транскриптов в каждой ткани человека с использованием RNA-seq. Эти эксперименты показали, что более 90% генов содержат по крайней мере один, а обычно несколько альтернативных вариантов сплайсинга, в которых экзоны комбинируются по-разному для получения 2 или более генных продуктов из одного и того же локуса. [41]

Геном, опубликованный HGP, не отражает последовательность генома каждого человека. Это комбинированная мозаика небольшого числа анонимных доноров европейского происхождения. Геном HGP - это основа для будущей работы по выявлению различий между людьми. В последующих проектах секвенировали геномы нескольких различных этнических групп, хотя на сегодняшний день существует только один «эталонный геном». [42]

Выводы [ править ]

Ключевые результаты чернового (2001 г.) и полного (2004 г.) геномных последовательностей включают:

  1. У человека примерно 22 300 [43] генов, кодирующих белок, такой же диапазон, как и у других млекопитающих.
  2. В геноме человека значительно больше сегментарных дупликаций (почти идентичных, повторяющихся участков ДНК), чем предполагалось ранее. [44] [45] [46]
  3. На момент публикации проекта последовательности менее 7% семейств белков оказались специфичными для позвоночных. [47]

Достижения [ править ]

Первая распечатка генома человека, которая будет представлена ​​в виде серии книг, выставленных в Wellcome Collection , Лондон.

В геноме человека около 3,1 миллиарда пар оснований . [48] Проект «Геном человека» был начат в 1990 году с целью секвенирования и идентификации всех пар оснований в наборе генетических инструкций человека, поиска генетических корней болезни и затем разработки методов лечения. Считается мегапроектом .

Геном был разбит на более мелкие части; приблизительно 150 000 пар оснований в длину. [49] Затем эти части были лигированы в вектор, известный как « бактериальные искусственные хромосомы », или ВАС, которые получены из бактериальных хромосом, созданных с помощью генной инженерии. Векторы, содержащие гены, могут быть вставлены в бактерии, где они копируются механизмом репликации бактериальной ДНК . Каждая из этих частей была затем по отдельности секвенирована как небольшой проект «дробовика» и затем собрана. Более крупные, 150 000 пар оснований, образуют хромосомы. Это известно как «иерархическое ружье».подход, потому что геном сначала разбивается на относительно большие фрагменты, которые затем отображаются на хромосомы перед отбором для секвенирования. [50] [51]

Финансирование поступило от правительства США через Национальные институты здравоохранения США и благотворительную организацию Великобритании Wellcome Trust , а также множество других групп со всего мира. Финансирование при поддержке ряда крупных центров секвенирования , включая те , в Уайтхеда институте , в Sanger Institute Wellcome (тогда он назывался Sanger Center) , основанный на кампусе Wellcome Genome , Вашингтонского университета в Сент - Луисе , и Бейлор медицинского колледжа . [22] [52]

Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) служила важным каналом для участия развивающихся стран в проекте «Геном человека». [53]

Публичный и частный подходы [ править ]

В 1998 году аналогичный квест, финансируемый из частных источников, был запущен американским исследователем Крейгом Вентером и его фирмой Celera Genomics. Вентер был ученым в NIH в начале 1990-х годов, когда был инициирован проект. Предполагалось, что проект Celera стоимостью 300 миллионов долларов будет реализовываться в более быстром темпе и за небольшую часть стоимости государственного проекта стоимостью около 3 миллиардов долларов . Подход Celera смог развиваться гораздо быстрее и с меньшими затратами, чем государственный проект, отчасти потому, что он использовал данные, предоставленные в рамках проекта, финансируемого государством. [44]

Celera использовали технику , называемую весь геном метод дробовика , используя торцевую попарно последовательности , [54] , который был использован для последовательности бактериальных геномов до шести миллионов пар нуклеотидов в длину, но не за что почти столь же большой , как три миллиарда пар оснований человека геном.

Изначально Celera объявила, что будет добиваться патентной защиты «только 200–300» генов, но позже внесла поправки в «защиту интеллектуальной собственности» на «полностью охарактеризованные важные структуры», насчитывающие 100–300 целей. В конечном итоге фирма подала предварительные («замещающие») патентные заявки на 6 500 полных или частичных генов. Celera также пообещала опубликовать свои выводы в соответствии с положениями " Бермудского заявления " 1996 года.", путем публикации новых данных ежегодно (HGP публикует свои новые данные ежедневно), хотя, в отличие от проекта, финансируемого государством, они не допускают свободного перераспределения или научного использования данных. Конкуренты, финансируемые государством, были вынуждены выпустить первый проект по этой причине геном человека был раньше Celera. 7 июля 2000 года группа UCSC Genome Bioinformatics опубликовала первый рабочий проект в Интернете. Научное сообщество загрузило около 500 ГБ информации с сервера генома UCSC за первые 24 часа бесплатного использования. и неограниченный доступ. [55]

В марте 2000 года президент Клинтон объявил, что последовательность генома не может быть запатентована и должна быть сделана бесплатно доступной для всех исследователей. [ необходима цитата ] Это заявление привело к резкому падению акций Celera и потеснило биотехнологию - Nasdaq . Сектор биотехнологий потерял около 50 миллиардов долларов рыночной капитализации за два дня.

Хотя рабочий проект был объявлен в июне 2000 года, только в феврале 2001 года Celera и ученые HGP опубликовали детали своих проектов. В специальных выпусках журнала Nature (в котором опубликована научная статья финансируемого государством проекта ) [44] описаны методы, использованные для создания чернового варианта последовательности, и предложен анализ последовательности. Эти наброски покрывали около 83% генома (90% эухроматических областей со 150 000 пробелов, а порядок и ориентация многих сегментов еще не установлены). В феврале 2001 г., на момент совместных публикаций, пресс-релизыобъявила, что проект завершен обеими группами. Об улучшенных черновиках было объявлено в 2003 и 2005 годах, они заполняют примерно 92% последовательности в настоящее время.

Доноры генома [ править ]

В международном HGP государственного сектора IHGSC исследователи собрали образцы крови (женской) или спермы (мужской) у большого числа доноров. Лишь некоторые из множества собранных образцов были обработаны как ресурсы ДНК. Таким образом, личность донора была защищена, поэтому ни доноры, ни ученые не могли знать, чья ДНК была секвенирована. В общем проекте использовались клоны ДНК, взятые из множества различных библиотек , при этом большинство из этих библиотек было создано Питером Дж. Де Йонгом . Большая часть последовательности (> 70%) эталонного генома, полученного общедоступным HGP, была получена от одного анонимного донора-мужчины из Буффало, штат Нью-Йорк ( кодовое имя RP11; «RP» относится кКомплексный онкологический центр Розуэлл-Парк ). [56] [57]

Ученые HGP использовали лейкоциты из крови двух доноров-мужчин и двух доноров-женщин (случайным образом выбранных из 20 доноров) - каждый донор дал отдельную библиотеку ДНК. Одна из этих библиотек (RP11) использовалась значительно чаще, чем другие, из соображений качества. Одна небольшая техническая проблема заключается в том, что мужские образцы содержат чуть больше половины ДНК половых хромосом (одна Х-хромосома и одна Y-хромосома ) по сравнению с женскими образцами (которые содержат две Х-хромосомы ). Остальные 22 хромосомы (аутосомы) одинаковы для обоих полов.

Хотя основная фаза секвенирования HGP была завершена, исследования вариации ДНК продолжались в рамках Международного проекта HapMap , целью которого было выявление паттернов групп однонуклеотидного полиморфизма (SNP) (называемых гаплотипами или «haps»). Образцы ДНК для HapMap были взяты у 270 человек; Народ йоруба в Ибадане , Нигерия ; Японцы в Токио ; Китайцы хань в Пекине ; и Французский центр исследований полиморфизма человека (CEPH), который состоял из жителей Соединенных Штатов, имеющих западное и западное происхождение.Северная Европа .

В частном проекте Celera Genomics для секвенирования использовалась ДНК пяти разных людей. Ведущий ученый Celera Genomics в то время, Крейг Вентер, позже признал (в публичном письме в журнал Science ), что его ДНК была одним из 21 образца в пуле, пять из которых были выбраны для использования. [58] [59]

В 2007 году группа под руководством Джонатана Ротберга опубликовала полный геном Джеймса Уотсона , впервые открыв геном из шести миллиардов нуклеотидов одного человека. [60]

События [ править ]

Следующим шагом с учетом последовательности было выявление генетических вариантов, повышающих риск распространенных заболеваний, таких как рак и диабет. [21] [49]

Ожидается, что подробное знание генома человека откроет новые возможности для достижений в медицине и биотехнологии . Явные практические результаты проекта проявились еще до завершения работ. Например, ряд компаний, таких как Myriad Genetics , начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди , нарушения гемостаза , муковисцидоз , заболевания печени и многие другие. Кроме того , этиология для рака , болезни Альцгеймераи другие области, представляющие клинический интерес, могут получить пользу от информации о геноме и, возможно, в долгосрочной перспективе могут привести к значительным успехам в их лечении. [61] [62]

Для биологов также есть много ощутимых преимуществ. Например, исследователь, изучающий определенную форму рака, мог сузить свой поиск до определенного гена. Посетив базу данных генома человека во всемирной паутине, этот исследователь может изучить, что другие ученые написали об этом гене, включая (потенциально) трехмерную структуру его продукта, его функции, его эволюционные отношения с другими генами человека или генами мышей, дрожжей или фруктов. мухи, возможные вредные мутации, взаимодействия с другими генами, тканями тела, в которых активирован этот ген, и заболевания, связанные с этим геном или другими типами данных. Кроме того, более глубокое понимание процессов заболевания на уровне молекулярной биологии может определить новые терапевтические процедуры. Учитывая установленную важность ДНК в молекулярной биологии и ее центральную роль в определении фундаментальной работы клеточных процессов, вполне вероятно, что расширенные знания в этой области будут способствовать медицинскому прогрессу во многих областях, представляющих клинический интерес, которые, возможно, были бы невозможны без них. [63]

Анализ сходства между последовательностями ДНК разных организмов также открывает новые возможности в изучении эволюции . Во многих случаях вопросы эволюции теперь можно сформулировать в терминах молекулярной биологии ; действительно, многие важные вехи эволюции (появление рибосом и органелл , развитие эмбрионов с строением тела, иммунная система позвоночных ) могут быть связаны с молекулярным уровнем. Ожидается, что данные этого проекта прояснят многие вопросы о сходствах и различиях между людьми и нашими ближайшими родственниками ( приматами и другими млекопитающими ).[61] [64]

Этот проект вдохновил и проложил путь к геномной работе в других областях, таких как сельское хозяйство. Например, изучая генетический состав Tritium aestivum , наиболее часто используемой в мире мягкой пшеницы, было получено глубокое понимание того, как одомашнивание повлияло на эволюцию растения. [65] Сейчас исследуются, какие локусы наиболее восприимчивы к манипуляциям, и как это проявляется с точки зрения эволюции. Генетическое секвенирование позволило впервые ответить на эти вопросы, поскольку конкретные локусы можно сравнивать в диких и одомашненных штаммах растения. Это позволит в будущем добиться прогресса в области генетической модификации, которая, помимо прочего, может дать более здоровые и устойчивые к болезням культуры пшеницы.

Этические, правовые и социальные вопросы [ править ]

В начале проекта «Геном человека» был поднят несколько этических, юридических и социальных проблем в отношении того, как можно использовать расширенные знания о геноме человека для дискриминации людей . Одной из главных проблем большинства людей было опасение, что и работодатели, и медицинские страховые компании откажутся нанимать людей или откажутся предоставлять страхование людям из-за проблем со здоровьем, на которые указывают чьи-то гены. [66] В 1996 году в США был принят Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования (HIPAA), который защищает от несанкционированного и неконсенсусного разглашения индивидуально идентифицируемой медицинской информации любому лицу, которое активно не участвует в предоставлении медицинских услуг пациенту. [67]Другие страны не прошли такой защиты [ цитата ] .

Наряду с определением всех примерно 20 000–25 000 генов в геноме человека, проект «Геном человека» также стремился решить этические, правовые и социальные проблемы, возникшие в начале проекта. Для этого в 1990 году была основана программа «Этические, правовые и социальные последствия» (ELSI). Пять процентов годового бюджета было выделено на поддержку ELSI, возникшую в результате проекта. [22] [68] Этот бюджет начался примерно с 1,57 миллиона долларов в 1990 году, но увеличился примерно до 18 миллионов долларов в 2014 году. [69]

Хотя проект может принести значительную пользу медицине и научным исследованиям, некоторые авторы подчеркивают необходимость рассмотрения потенциальных социальных последствий картирования генома человека. «Молекуляризация болезней и их возможное лечение окажут глубокое влияние на то, что пациенты ожидают от медицинской помощи, и на восприятие болезни врачами нового поколения». [70]

См. Также [ править ]

  • Проект 1000 геномов  - международные исследования генетической изменчивости
  • Проект 100000 геномов  - проект правительства Великобритании, направленный на секвенирование полных геномов пациентов Национальной службы здравоохранения.
  • Проект генома шимпанзе  - попытка определить последовательность ДНК генома шимпанзе
  • ENCODE  - Исследовательский консорциум, исследующий функциональные элементы в ДНК человека и модельного организма.
  • Физиома
  • Комитет по номенклатуре генов HUGO
  • Проект человеческого мозга
  • Проект Human Connectome
  • Проект человеческого цитома
  • Проект человеческого эпигенома
  • Проект человеческого микробиома
  • Проект протеома человека
  • Проект человеческого вариома
  • Список биологических баз данных
  • Проект генома неандертальца  - попытка секвенировать геном неандертальца
  • Wellcome Sanger Institute  - британский исследовательский институт геномики
  • Генографический проект

Ссылки [ править ]

  1. ^ Роберт Крулвич (2003). Взломать код жизни (телешоу). PBS .
  2. ^ "Экономическое влияние проекта генома человека - Battelle" (PDF) . Проверено 1 августа 2013 года .
  3. ^ «Завершение проекта генома человека: часто задаваемые вопросы» . Национальный институт исследования генома человека (NHGRI) .
  4. ^ a b «Завершение проекта по геному человека: часто задаваемые вопросы» . genome.gov .
  5. ^ «Проект генома человека: секвенирование генома человека | Изучение науки в Scitable» . www.nature.com . Проверено 25 января 2016 .
  6. ↑ Sinsheimer RL (ноябрь 1989 г.). "Мастерская Санта-Крус - май 1985 г.". Геномика . 5 (4): 954–6. DOI : 10.1016 / 0888-7543 (89) 90142-0 . PMID 2591974 . 
  7. ^ Delisi C (октябрь 2008). "Встречи, которые изменили мир: Санта-Фе 1986: детские шаги генома человека". Природа . 455 (7215): 876–7. Bibcode : 2008Natur.455..876D . DOI : 10.1038 / 455876a . PMID 18923499 . S2CID 41637733 .  
  8. ^ Дульбекко R (март 1986). «Поворотный момент в исследовании рака: секвенирование генома человека». Наука . 231 (4742): 1055–6. Bibcode : 1986Sci ... 231.1055D . DOI : 10.1126 / science.3945817 . PMID 3945817 . 
  9. ^ https://clintonwhitehouse5.archives.gov/WH/new/html/Mon_Jan_8_141714_2001.html
  10. ^ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plaque_commemorating_the_Human_Genome_Project,_outside_Charles_DeLisi%27s_former_office_at_DOE.png
  11. ^ Энциклопедия бэватронной о изобретениях: сборник технологических скачков, открытий земли излома и научных прорывовкоторые изменили мир. Проект "Геном человека", Чарльз Делиси, стр. 360-362.
  12. ^ Происхождение проекта генома человека: политическая история - Боб Кук-Диган https://www.youtube.com/watch?v=-opMu4Ld21Q&t=3885s
  13. ^ a b Джиновые войны, соч. п. 102.
  14. ^ "Поиск" . georgetown.edu .
  15. ^ "Президент Клинтон награждает президентскими медалями граждан" . nara.gov . Архивировано из оригинала на 2012-08-31 . Проверено 6 августа 2014 .
  16. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2016-03-03 . Проверено 19 августа 2013 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  17. ^ Delisi C (октябрь 2008). "Встречи, которые изменили мир: Санта-Фе 1986: детские шаги генома человека". Природа . 455 (7215): 876–7. Bibcode : 2008Natur.455..876D . DOI : 10.1038 / 455876a . PMID 18923499 . S2CID 41637733 .  
  18. ^ Делись С (1988). «Проект генома человека». Американский ученый . 76 (5): 488. Bibcode : 1988AmSci..76..488D .
  19. ↑ Prior R (13 мая 2019 г.). «Он был пионером технологии, которая послужила основой для проекта« Геном человека ». Теперь его самая большая проблема - вылечить собственного сына» . CNN . Проверено 14 мая 2019 года .
  20. ^ Делись С (2001). «Геномы: 15 лет спустя, взгляд Чарльза Дели, компании HEP Pioneer» . Новости генома человека . 11 : 3–4. Архивировано из оригинала на 4 сентября 2004 года . Проверено 3 февраля 2005 .
  21. ^ a b «О проекте« Геном человека »: что такое проект« Геном человека »» . Информационная система управления геномом человека (HGMIS). 2011-07-18. Архивировано из оригинала на 2011-09-02 . Проверено 2 сентября 2011 .
  22. ^ a b c Архив информации о геноме человека. "О проекте" Геном человека " . Программа Министерства энергетики США и проекта «Геном человека». Архивировано из оригинального 2 -го сентября 2011 года . Проверено 1 августа 2013 года .
  23. ^ Collins F, Галас D (1993-10-01). «Новый пятилетний план для Соединенных Штатов: программа генома человека» . Национальный институт исследования генома человека . Проверено 1 августа 2013 года .
  24. ^ «Жизнь на Земле, чтобы проанализировать ее ДНК во имя сохранения» . Природа . 563 (7730): 155–156. Ноябрь 2018. Bibcode : 2018Natur.563..155. . DOI : 10.1038 / d41586-018-07323-у . PMID 30401859 . 
  25. ^ Левин HA, Робинсон GE, Кресс WJ, Бейкер WJ, Коддингтон J, Crandall KA, и др. (Апрель 2018). «Проект Earth BioGenome: последовательность жизни для будущего жизни» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (17): 4325–4333. DOI : 10.1073 / pnas.1720115115 . PMC 5924910 . PMID 29686065 .  
  26. ^ "Пресс-релиз Белого дома" . Проверено 22 июля 2006 .
  27. ^ Благородный I (2003-04-14). «Геном человека наконец-то завершен» . BBC News . Проверено 22 июля 2006 .
  28. ^ Kolata G (15 апреля 2013). «Геном человека тогда и сейчас» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 апреля 2014 года .
  29. ^ "Guardian Unlimited | UK Последний проект | Проект генома человека завершен" . Хранитель . Лондон . Проверено 22 июля 2006 .[ мертвая ссылка ]
  30. ^ Лаане, Дарья (Laane, Daria); Петухов, Сергей (Петухов, Сергей) (26 сентября 2005 г.). "Лицо русской национальности" [Лицо русской национальности]. Коммерсантъ . Архивировано из оригинала на 1 декабря 2016 года . Проверено 6 января 2021 года .
  31. ^ "Вопросы и ответы по проекту" Геном человека " . Геноскоп . Национальный центр секвенсии. 2013-10-19. Архивировано из оригинала 22 июля 2015 года . Проверено 12 февраля 2015 года .
  32. ^ Шмутц Дж., Уиллер Дж., Гримвуд Дж., Диксон М., Ян Дж., Каойл С. и др. (Май 2004 г.). «Оценка качества последовательности генома человека» . Природа . 429 (6990): 365–8. Bibcode : 2004Natur.429..365S . DOI : 10,1038 / природа02390 . PMID 15164052 . 
  33. ^ Долгин E (декабрь 2009). «Геномика человека: завершители генома» . Природа . 462 (7275): 843–5. DOI : 10.1038 / 462843a . PMID 20016572 . 
  34. ^ Chaisson МДж, Хаддлстон Дж, Дэннис МОЙ, Sudmant PH, Malig М, Hormozdiari Ж, Антоначчи Ж, Surti U, Сандстр R, Boitano М, Landolin Ю.М., Stamatoyannopoulos JA , Hunkapiller МВт, Korlach Дж, Эйхлер ЭЭ (январь 2015). «Разрешение сложности человеческого генома с помощью секвенирования одной молекулы» . Природа . 517 (7536): 608–11. Bibcode : 2015Natur.517..608C . DOI : 10,1038 / природа13907 . PMC 4317254 . PMID 25383537 .  
  35. ^ «Проблемы генома человека» . Консорциум ссылок на геном . Проверено 29 июня 2019 .
  36. ^ a b ( Почти ) полная последовательность генома человека , 06.10.2020
  37. ^ Мига, Карен Х .; Корень, Сергей; Ри, Аранг; Vollger, Mitchell R .; Гершман, Ариэль; Бзикадзе, Андрей; Брукс, Шелиз; Хау, Эдмунд; Порубский, Давид; Logsdon, Glennis A .; Шнайдер, Валери А. (сентябрь 2020 г.). «Сборка теломер-теломер полной Х-хромосомы человека» . Природа . 585 (7823): 79–84. DOI : 10.1038 / s41586-020-2547-7 . ISSN 1476-4687 . PMC 7484160 . PMID 32663838 .   
  38. ^ «Обзор проекта генома человека» .
  39. ^ "Ensembl Genome Browser" . ensembl.org .
  40. ^ Mardis ER (март 2008). «Влияние технологии секвенирования следующего поколения на генетику» . Тенденции в генетике . 24 (3): 133–41. DOI : 10.1016 / j.tig.2007.12.007 . PMC 2680276 . PMID 18262675 .  
  41. ^ Лю Ю., Гонсалес-Порта М., Сантос С., Бразма А., Мариони Дж. К., Эберсолд Р. и др. (Август 2017 г.). «Влияние альтернативного сплайсинга на протеом человека» . Сотовые отчеты . 20 (5): 1229–1241. DOI : 10.1016 / j.celrep.2017.07.025 . PMC 5554779 . PMID 28768205 .  
  42. ^ Ballouz S, Dobin A, Гиллис JA (август 2019). «Не пора ли изменить эталонный геном?» . Геномная биология . 20 (1): 159. DOI : 10.1186 / s13059-019-1774-4 . PMC 6688217 . PMID 31399121 .  
  43. ^ Pertea M, Salzberg SL (2010). «Между курицей и виноградом: оценка количества генов человека» . Геномная биология . 11 (5): 206. DOI : 10.1186 / GB-2010-11-5-206 . PMC 2898077 . PMID 20441615 .  
  44. ^ a b c Вентер Дж. К., Адамс, доктор медицины, Майерс Э. У., Ли П. У., Фреска Р. Дж., Саттон Г. Г. и др. (Февраль 2001 г.). «Последовательность генома человека» . Наука . 291 (5507): 1304–51. Bibcode : 2001Sci ... 291.1304V . DOI : 10.1126 / science.1058040 . PMID 11181995 . 
  45. ^ Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J и др. (Международный консорциум по секвенированию генома человека (IHGSC)) (октябрь 2004 г.). «Завершение эухроматической последовательности генома человека» . Природа . 431 (7011): 931–45. Bibcode : 2004Natur.431..931H . DOI : 10,1038 / природа03001 . PMID 15496913 . 
  46. ↑ Спенсер Дж. (20 декабря 2004 г.). «Международный консорциум по секвенированию генома человека описывает готовую последовательность генома человека» . NIH Nes Release . Национальные институты здоровья.
  47. ^ Bryant JA (2007). Дизайн и информация в биологии: от молекул к системам . п. 108. ISBN 9781853128530. ... выявили около 1200 белковых семейств. Только 94 семейства белков, или 7%, по-видимому, специфичны для позвоночных.
  48. ^ Piovesan, A .; Pelleri, MC; Antonaros, F .; Strippoli, P .; Caracausi, M .; Витале, Л. (2019). «О длине, массе и содержании ГК генома человека» . BMC Research Notes . 12 (1): 106. DOI : 10,1186 / s13104-019-4137-г . PMC 6391780 . PMID 30813969 .  
  49. ^ a b Институт Wellcome Sanger. «Проект генома человека: новая реальность» . Wellcome Trust Институт Сэнгера, Genome Research Limited. Архивировано из оригинала на 2013-08-01 . Проверено 1 августа 2013 года .
  50. ^ «Celera: уникальный подход к секвенированию генома» . ocf.berkeley.edu . Биокомпьютинг. 2006 . Проверено 1 августа 2013 года .
  51. Перейти ↑ Davidson College (2002). «Секвенирование целых геномов: иерархическая последовательность дробовика против дробовика секвенирования» . bio.davidson.edu . Отделение биологии Дэвидсон-колледжа . Проверено 1 августа 2013 года .
  52. ^ Информационный архив проекта генома человека (2013). "Американские и международные исследовательские сайты HGP" . Проект «Геном человека» Министерства энергетики США . Проверено 1 августа 2013 года .
  53. ^ Vizzini C (19 марта 2015). «Проект человеческого вариома: глобальная координация обмена данными» . Наука и дипломатия . 4 (1).
  54. ↑ Roach JC, Boysen C, Wang K, Hood L (март 1995). «Парное секвенирование конца: единый подход к геномному картированию и секвенированию». Геномика . 26 (2): 345–53. DOI : 10.1016 / 0888-7543 (95) 80219-C . PMID 7601461 . 
  55. ^ Центр биомолекулярной науки и техники. "Гонка проекта генома человека" . Центр биомолекулярной науки и техники . Проверено 1 августа 2013 года .
  56. ^ Osoegawa K, Mammoser AG, Wu C, E Frengen, Цзэн C, Catanese JJ, де Йонг PJ (март 2001). «Библиотека бактериальных искусственных хромосом для секвенирования полного генома человека» . Геномные исследования . 11 (3): 483–96. DOI : 10.1101 / gr.169601 . PMC 311044 . PMID 11230172 .  
  57. ^ Тузун Е, Sharp AJ, Бейли JA, Каул R, Моррисон В.А., Pertz Л.М., и др. (Июль 2005 г.). «Мелкомасштабные структурные вариации генома человека». Генетика природы . 37 (7): 727–32. DOI : 10.1038 / ng1562 . PMID 15895083 . S2CID 14162962 .  
  58. Перейти ↑ Kennedy D (август 2002). «Возможно, не злой, но безвкусный» . Наука . 297 (5585): 1237. DOI : 10.1126 / science.297.5585.1237 . PMID 12193755 . 
  59. ↑ Venter JC (февраль 2003 г.). «Часть последовательности генома человека». Наука . 299 (5610): 1183–4. DOI : 10.1126 / science.299.5610.1183 . PMID 12595674 . S2CID 5188811 .  
  60. ^ Wadman M (апрель 2008). «Геном Джеймса Уотсона секвенирован на высокой скорости» . Природа . +452 (7 189): 788. Bibcode : 2008Natur.452R .... W . DOI : 10.1038 / 452788b . PMID 18431822 . 
  61. ^ a b Naidoo N, Pawitan Y, Soong R, Cooper DN, Ku CS (октябрь 2011 г.). «Генетика и геномика человека через десять лет после выпуска проекта последовательности генома человека» . Геномика человека . 5 (6): 577–622. DOI : 10.1186 / 1479-7364-5-6-577 . PMC 3525251 . PMID 22155605 .  
  62. ^ Гонзага-Jauregui C, Лапски JR, Гиббс RA (2012). «Секвенирование генома человека в условиях здоровья и болезней» . Ежегодный обзор медицины . 63 (1): 35–61. DOI : 10.1146 / annurev-med-051010-162644 . PMC 3656720 . PMID 22248320 .  
  63. ^ Снайдер M, Du J, Gerstein M (март 2010). «Персональное секвенирование генома: современные подходы и проблемы» . Гены и развитие . 24 (5): 423–31. DOI : 10,1101 / gad.1864110 . PMC 2827837 . PMID 20194435 .  
  64. ↑ Lander ES (февраль 2011 г.). «Первоначальное влияние секвенирования генома человека» (PDF) . Природа . 470 (7333): 187–97. Bibcode : 2011Natur.470..187L . DOI : 10,1038 / природа09792 . ЛВП : 1721,1 / 69154 . PMID 21307931 . S2CID 4344403 .   
  65. ^ Peng JH, вс D, E Нево (2011). "Эволюция приручения, генетика и геномика пшеницы". Молекулярное разведение . 28 (3): 281–301. DOI : 10.1007 / s11032-011-9608-4 . S2CID 24886686 . 
  66. ^ Грили H (1992). Кодекс кодов: научные и социальные проблемы в проекте «Геном человека» . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета. С.  264–65 . ISBN 978-0-674-13646-5.
  67. ^ Министерство здравоохранения и социальных служб США (2015-08-26). «Понимание конфиденциальности медицинской информации» .
  68. ^ "Какие этические, правовые и социальные последствия были затронуты проектом" Геном человека "?" . Домашний справочник по генетике . Национальная медицинская библиотека США. 2013 . Проверено 1 августа 2013 года .
  69. ^ "Информационный бюллетень исследовательской программы ELSI - Национальный исследовательский институт генома человека (NHGRI)" . www.genome.gov . Проверено 27 сентября 2016 .
  70. ^ Rheinberger HJ (2000). Жизнь и работа с новыми медицинскими технологиями . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. 20 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Макэлхени ВК (2010). Рисование карты жизни: внутри проекта генома человека . Основные книги . ISBN 978-0-465-03260-0.361 стр. Исследует интеллектуальное происхождение, историю и мотивацию проекта по картированию генома человека; опирается на интервью с ключевыми фигурами.
  • Коллинз Ф (2006). Язык Бога: Ученый представляет доказательства веры . Свободная пресса . ISBN 978-0-7432-8639-8. OCLC  65978711 .
  • Venter JC (18 октября 2007 г.). Расшифрованная жизнь: мой геном: моя жизнь . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Взрослый викинг . ISBN 978-0-670-06358-1. OCLC  165048736 .
  • Кук-Диган Р. (1994). Генные войны: наука, политика и геном человека . Нью-Йорк: У.В. Нортон.
  • Одинокая собака L (1999). «Чьи это гены? Проект разнообразия генома человека» . Журнал здравоохранения и социальной политики . 10 (4): 51–66. DOI : 10.1300 / J045v10n04_04 . PMID  10538186 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный институт исследования генома человека (NHGRI) . NHGRI возглавил вклад Национальных институтов здравоохранения в Международный проект генома человека. Этот проект, основной целью которого было секвенирование трех миллиардов пар оснований, составляющих геном человека, был успешно завершен в апреле 2003 года.
  • Новости генома человека . Этот информационный бюллетень, издаваемый с 1989 по 2002 год Министерством энергетики США, был основным методом коммуникации для координации проекта «Геном человека». Доступны полные онлайн-архивы.
  • Информационные страницы HGP Портал Министерства энергетики, посвященный международному проекту «Геном человека», Программе «Геном микробов» и «Геномика: системная биология GTL для энергетики и окружающей среды».
  • yourgenome.org: на страницах общественной информации Института Сэнгера есть общие и подробные учебники по ДНК, генам и геномам, Проекту генома человека и научным центрам.
  • Проект Ensembl , автоматизированная система аннотаций и браузер для генома человека
  • Браузер генома UCSC. Этот сайт содержит эталонную последовательность и рабочие проекты сборок для большой коллекции геномов. Он также предоставляет портал для проекта ENCODE.
  • Шлюз генома человека журнала Nature , включая статью HGP о черновой последовательности генома
  • Веб-сайт Wellcome Trust Human Genome Бесплатный ресурс, позволяющий вам изучить геном человека, ваше здоровье и ваше будущее.
  • Изучение генома человека. Часть 1. Задача преподавателям естественных наук. ЭРИК Дайджест.
  • Изучение генома человека. Часть 2: Ресурсы для преподавателей естественных наук. ЭРИК Дайджест.
  • Патентование жизни Меррилла Гузнера
  • В подготовленном заявлении Крейга Вентера из Celera Venter обсуждается прогресс Celera в расшифровке последовательности генома человека и ее связь со здравоохранением и финансируемым из федерального бюджета Проектом генома человека.
  • Взломать веб-сайт Code of Life Companion до 2-часовой программы NOVA, документирующей гонку за расшифровкой генома, включая всю программу, размещенную в 16 частях в формате QuickTime или RealPlayer .
  • Библиотека исследований по биоэтике. Многочисленные оригинальные документы Джорджтаунского университета.
Работы по архиву
  • Работы Human Genome Project в Project Gutenberg
    • В Project Gutenberg размещены электронные тексты проекта Human Genome Project под названием Human Genome Project, Chromosome Number # (# обозначает 01-22, X и Y). Это необработанная информация, выпущенная в ноябре 2002 года; доступ к входным страницам со ссылками для скачивания доступен через https://www.gutenberg.org/ebooks/3501 для хромосомы 1, последовательно по https://www.gutenberg.org/ebooks/3524 для Y-хромосомы. Обратите внимание, что эта последовательность не может считаться окончательной из-за текущих изменений и уточнений. В дополнение к файлам хромосом существует дополнительный информационный файл от марта 2004 г., который содержит дополнительную информацию о последовательностях.
  • Работает над проектом "Геном человека" или о нем в Интернет-архиве