Det mänskliga genomets framtid

År 2003, bara två år efter den officiella publiceringen av utkastet till det mänskliga genomet, beskrev National Human Genome Research Institute (NHGRI) sina planer för att studera denna lovande nya vetenskapliga resurs. Nästan 1 000 sekvenserade genom senare har institutet tagit fram en ny vision, publicerad idag i tidskriften Natur, för att utforska det mänskliga genomet.

Eric Green, chef för National Human Genome Research Institute.

Eric Green, NHGRI:s direktör, säger att denna plan är mycket mer specifik än den som kom innan. Den beskriver specifika domäner för forskningsaktivitet, inklusive förståelse av genomet, hur det fungerar och hur vi kan använda denna kunskap för att främja vetenskapen och utövandet av medicin. Grön pratar med BARN om vad han hoppas se hända under de närmaste decennierna och de stora hindren för att nå dit.

TR: Det har gått ett decennium sedan publiceringen av det mänskliga genomet. Vad kan vi förvänta oss att se under de kommande 10 åren?

Grönt: Tidtabellen är fortfarande vidöppen, men vi kan föreställa oss att vi kommer att börja se spektakulära framsteg i vår förståelse av hur genomet fungerar, hur sjukdomar fungerar och hur genomiska förändringar är förknippade med sjukdom. Men att verkligen byta medicin kommer att ta mer än 10 år.

Vad menar du med hur genomet fungerar?

Vad är genomets funktionella ledningar? Vi känner till alla gener, för det mesta. Men vi har knappt skrapat på ytan för att förstå två tredjedelar av element som inte är gener. Vi måste katalogisera dem och förstå deras koreografi. Hur spelar variation i dessa element en roll vid sjukdom? Bevis fortsätter att tyda på att majoriteten av varianter associerade med vanliga sjukdomar finns i icke-kodande regioner av DNA, så att förstå hur de faktiskt ger risk för sjukdom kommer att vara ytterst viktigt.

Vilken kommer att bli den största utmaningen under de kommande fem till 10 åren?

För tillfället ligger den största utmaningen inom dataanalys. Vi kan generera stora mängder data mycket billigt, men det överväldigar vår förmåga att förstå det.

I andra änden av spektrumet måste vi ingjuta genomisk information i medicinsk praxis, vilket är riktigt svårt. Det finns frågor kring konfidentialitet, utbildning, elektroniska journaler, hur man bär genomisk information under hela livslängden och gör den tillgänglig för läkare.

Hur hoppas du kunna lösa dataproblemet?

Vi har ingen magisk kula. Och det är inte bara genomik som står inför denna utmaning; hela NIH står inför liknande problem. Först måste vi lösa hårdvaruproblemet med tillräckligt med bandbredd för att skicka runt data och tillräckligt med servrar för att lagra den.

Men vi måste också börja fundera på hur vi ska utbilda människor, både vårdpersonal och forskare, för att vara lättsamma inom bioinformatik. Vi måste främja utvecklingen av proffs som har expertis att analysera stora datamängder av den storlek som biologer inte har behövt tänka på. Vi måste locka smarta människor till genomik.

NHGRI och andra genomikcentra runt om i världen arbetar för närvarande med projektet 1 000 genom, ett försök att sekvensera och analysera 1 000 mänskliga genom. Din nya plan föreslår en studie av en miljon människor. Varför så många? Är det realistiskt?

Ju mer vi förstår om sjukdomens genomiska arkitektur, desto mer ser vi att vissa sjukdomar kommer från samlingar av sällsynta varianter. Så vi behöver mer och mer statistisk kraft för att hitta orsaksvarianter.

En gång i tiden lät 1 000 genom galet. Nu talas det om att folk sekvenserar 1 000 genom i veckan i sina egna labb. Det som i slutändan blir mer begränsande är vad som måste hända i båda ändar; få prover från väl-fenotypade individer [personer vars sjukdomshistoria och andra egenskaper är välkarakteriserade] och sedan göra analysen av deras genom.

Just nu är genomsekvensering fortfarande till stor del begränsad till forskning. Ett av målen du skisserar i planen är att övergå till sekvensering till kliniska tillämpningar. Hur kommer du att göra detta?

Vi börjar med pilotprojekt. Vi har utfärdat ett antal bidragsansökningar; en av dem fokuserar på de kliniska tillämpningarna av storskalig sekvensering. En stor barriär kommer att vara hur man smälter in genomisk information i utvecklingen av elektroniska journaler.

En av kritikerna mot Human Genome Project är att det efter 10 års forskning ännu inte har gett nya medicinska behandlingar. Är det en giltig kritik?

Jag mår dåligt om vår entusiasm och eufori över att slutföra genomprojektet misstolkades som att vi skulle ha botemedel 10 år senare. Men vi har gjort otroliga framsteg. Ser man tillbaka från 2003, är genomik på en så annan plats.

Vår nya plan är tänkt att vara realistisk. Vi vill inte ge löften om att spektakulära framsteg inom medicin kommer att ske under de kommande fem till 10 åren. Det är mer som under de kommande 10 till 20 åren.

Kan du ge ett exempel på en sjukdom som illustrerar genomics framgång?

Crohns sjukdom. För tio år sedan var denna sjukdom så ogenomskinlig. Men ett blygsamt antal studier förändrade fullständigt förloppet för utredningen av den sjukdomen. Forskningen har pekat på läkemedel som tidigare inte skulle ha varit kopplade till sjukdomen. Liknande saker händer i diabetes och hjärtsjukdomar.

Dölj