211service.com
Craig Venters genom
För fem år sedan berättade Craig Venter en stor hemlighet. Som president för Celera Genomics hade Venter lett kapplöpningen mellan sitt företag och ett statligt finansierat projekt för att avkoda det mänskliga genomet. Efter att ha lämnat Celera 2002 meddelade Venter att mycket av genomet som hade sekvenserats där var hans eget. Nu Venter och kollegor på J. Craig Venter Institute har avslutade jobbet och fyllde i luckorna från den första sekvensen för att publicera det första personliga genomet.
Personliga genom: Genomikpionjären Craig Venter (ovan) har sekvenserat hela sitt genom och släppt det till världen.
Hans nysläppta genom, publicerat idag i tidskriften PLoS Biologi , skiljer sig från båda de tidigare versionerna av det mänskliga genomet (en från Celera, den andra från Human Genome Project) genom att den beskriver allt DNA som ärvts från både mor och far. Detta är känt som ett diploid genom, vilket gör det möjligt för forskare att bättre uppskatta variationen i den genetiska koden. (I en genomsekvens som genereras från ett konglomerat av olika individer, går vissa variationer förlorade i medelvärdet.) Inom genomet på 2,810 miljarder baspar fann forskare 4,1 miljoner variationer bland kromosomerna; 1,2 miljoner av dessa var tidigare okända. Av variationerna var 3,2 miljoner enkelnukleotidpolymorfismer, eller SNP, den mest välkarakteriserade typen av variation, medan nästan en miljon var andra typer av varianter, inklusive insättningar, deletioner och duplikationer.
Venters genom kommer att ansluta sig till en annan genomisk pionjär, James Watson, medupptäckare av DNA-strukturen. (Se The $2 Million Genome.) Tillkännagav i juni, Watsons genom sekvenserades av 454, ett företag baserat i Branford, CT, som utvecklar nästa generations sekvenseringsteknologier. (För mer om 454:s teknik, se Sekvensering i en blixt.)
Venters och Watsons genom är sannolikt bara det första i en kommande våg av personliga genom, ett avgörande steg i tillkomsten av personlig medicin: förmågan att skräddarsy medicinska behandlingar till en individs genetiska profil. (Se The X Prize's New Frontier: Genomics.) Venter har redan utforskat en del av sitt genom och upptäckt att han bär på genetiska variationer som gör att han löper ökad risk för Alzheimers sjukdom, hjärtsjukdomar och makuladegeneration. Han säger att han sedan dess religiöst tagit statiner, kolesterolsänkande läkemedel.
Venter pratar med Teknikgranskning om vad som väntar för hans arvsmassa.
Teknikgranskning : Varför valde du att ge dig ut på det här projektet?
Craig Venter : Genomet vi publicerade på Celera var en sammansättning av fem personer. För att sätta ihop det blev det klart att vi var tvungna att göra några informatikkompromisser – vi var tvungna att utelämna en del av den genetiska variationen. Vi visste att det enda sättet att verkligen förstå genomet skulle vara att ha genomet från en individ. Istället för att börja från början bestämde vi oss för att ta det vi hade från Celera-genomet och lägga till mer sekvens. Målet var att få en korrekt referenssekvens från en enskild individ.
BARN : Hur bidrar din genomsekvens till det vi vet från Human Genome Project?
CV : Regeringslabben sekvenserade och satte ihop ett sammansatt haploidgenom från flera individer [vilket betyder att det inkluderade en DNA-sekvens från endast en av varje kromosompar]. Det fanns då antagandet att ha hälften av arvsmassan var allt som behövdes för att förstå mänsklig komplexitet. Men det har blivit tydligt att vi måste se sammansättningen av uppsättningarna av kromosomer från både mamman och pappan för att se variationen i arvsmassan.
Detta genom har alla insättningar och deletioner och kopienummerskillnader. Det ger oss en helt annan syn.
BARN : Vilket är det mest spännande fyndet hittills?
CV : För mig är det mest spännande fyndet att variationen från människa till människa är avsevärt högre än vad som förutsågs från versioner av det mänskliga genomet som gjordes 2001. I själva verket kan det vara så mycket som tio gånger högre: snarare än att vara 99,9 procent identiskt , det är mer som 99 procent identiskt. Det är tröstande att veta att vi inte är nästan identiska kloner, som många trodde för sju år sedan.
BARN : Hur kommer forskare att använda din genomsekvens?
CV : Det kommer att fungera som ett referensgenom. Detta är förmodligen första och sista gången någon kommer att lägga tid, pengar och energi på att sekvensera ett diploid genom med mycket exakt Sanger-sekvensering. Framtida genom, som de från 454 eller George Churchs Personal Genome Project, kommer att läggas på [befintlig] data, vilket bidrar till fullständigheten av detta genom. (Se The Personal Genome Project.) [Den traditionella Sanger-sekvenseringsmetoden, som används för Human Genome Project och för att generera Venters sekvens, genererar längre bitar av DNA än nyare metoder, som den som används av 454, vilket gör det lättare att sätta ihop överlappande bitar.]
BARN : James Watson släppte en version av sitt eget genom tidigare i somras. Hur är din annorlunda?
CV : Det har ännu inte publicerats något om hans arvsmassa, så vi har ingen aning. Men som jag förstår det, i motsats till att verkligen sätta ihop ett genom, sekvenserade de korta fragment som skiktades på sekvensen som satts ihop vid NIH. Så det finns många tekniska skillnader, men tills det har publicerats vet vi inte riktigt.
BARN : Du har haft delar av ditt genom i det offentliga området i flera år nu. Några andra tankar om att lägga ut hela sekvensen av hög kvalitet?
CV : Nej. Och jag applåderar Watson för att han också gjorde detta. En viktig del av budskapet här är att människor inte ska vara rädda för sina genetiska koder eller rädda för att andra ska se dem. Det står i motsats till föreställningen att detta är farlig information som bör förvaras under lås och nyckel. Var inte bara vår genetiska kod. Det finns väldigt lite från koden som kommer att vara 100 procent tolkbar eller tillämpad.
BARN : Har du sökt i ditt genom efter sjukdomsrelaterade mutationer?
CV : Ja. Jag har en bok som kommer ut i oktober som heter Ett avkodat liv där jag tittar på många varianter och försöker sätta dem i mitt livs sammanhang. Till exempel har jag en stor statistisk sannolikhet att ha blå ögon, men du kan inte vara 100 procent säker från mitt genom att jag har dem. Budskapet är att allt i våra genom kommer att vara en statistisk osäkerhet. Vi är egentligen bara i de första stadierna av att lära oss det.
Tidigare publicerade genom representerar inte någon, så vi kan inte tolka mänsklig biologi baserat på dessa. Men nu kan vi börja dra slutsatser om mänskligt genom. Vi kommer att behöva tiotusentals till miljoner genom för att sätta ihop en databas som skulle möjliggöra tolkning av flera sällsynta varianter och vad de betyder. Det kommer att ta decennier.
BARN : Hur mycket kostade projektet?
CV : Målet var inte att se hur billigt vi kunde sekvensera ett genom; det var för att se hur exakt vi kunde göra det. Det var helt klart ett mångmiljonprojekt genom åren.