Dalam apa yang menjanjikan untuk menjadi langkah maju yang signifikan dalam era genom, para Manusia Nasional Genome Research Institute (NHGRI) hari ini mengumumkan rencana untuk mengabdikan sebagian besar-besaran kapasitas sekuensing untuk upaya yang ditujukan untuk mengidentifikasi akar genetik penyakit tertentu yang telah panjang menghindari pemburu gen.
Para Dewan Penasehat Nasional untuk Riset Genom Manusia (NACHGR) baru-baru ini menyetujui rencana untuk Skala Besar Sequencing Jaringan NHGRI bahwa, untuk pertama kalinya, termasuk portofolio "sekuensing medis" proyek. Proyek diberi prioritas tertinggi akan menggunakan sequencing skala besar selama beberapa tahun mendatang untuk mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab selama puluhan relatif langka, gen tunggal (Mendel autosom) penyakit; urutan semua gen pada kromosom X dari individu yang terkena untuk mengidentifikasi mereka yang terlibat dalam seks-terkait penyakit, dan untuk survei berbagai varian dalam gen dikenal untuk berkontribusi terhadap beberapa penyakit umum. Peluncuran proyek masing-masing akan tergantung pada sejumlah faktor, termasuk pemilihan strategis penyakit tertentu dan ketersediaan sampel pasien dengan informed consent yang tepat.
Selain fokus baru pada urutan medis, rencana terus NHGRI penekanan pada sekuensing genom menggunakan analisis komparatif untuk memahami struktur dan fungsi dari genom manusia dan proses biologi yang bekerja di kesehatan manusia dan penyakit. Strategi ini mencakup campuran sekuensing seluruh genom, pemetaan genom dan sekuensing genom daerah dipilih untuk manfaat ilmiah mereka. Selain itu, NACHGR menyetujui beberapa penyempurnaan dari urutan genom draf yang ada dan menargetkan kelompok tujuh tambahan non-mamalia organisme untuk sequencing.
"Medis sekuensing memiliki potensi untuk membuat dampak besar pada penelitian baik biologis dan medis. Sementara banyak gen pada awalnya kita akan mengejar bertanggung jawab untuk gangguan yang jarang, apa yang kita pelajari dari gangguan langka sering memiliki konsekuensi besar bagi pemahaman kita lebih umum kondisi. Jadi kita mengharapkan dampak kumulatif dari percepatan ini dalam penemuan penyakit gen untuk mendalam, karena banyak dari penemuan akan memberi cahaya baru pada jalur biologis yang terlibat dalam kesehatan manusia dan penyakit, "kata Direktur NHGRI Francis S. Collins, MD, Ph.D.
Proyek sekuensing pertama medis, diperkirakan dimulai pada tahun depan, akan menjadi proyek percontohan untuk menemukan variasi genetik bertanggung jawab untuk tujuh langka, gangguan Mendelian autosom. Proyek demonstrasi akan menetapkan prosedur terbaik untuk mendapatkan sampel kualitas, untuk menentukan jumlah minimum sampel yang terkena dampak dan kontrol yang diperlukan, dan untuk memutuskan bagaimana data akan dirilis untuk komunitas riset biomedis.
Di antara proyek percontohan dalam pertimbangan mereka untuk mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab untuk bentuk keluarga fibrilasi atrium, merupakan faktor risiko utama untuk gagal jantung dan stroke; aneurisma aorta toraks, yang mengancam jiwa air mata dalam arteri utama jantung, dan kardiomiopati restriktif dominan, gangguan jantung. Dengan memahami bentuk-bentuk keluarga dari penyakit ini, para ilmuwan dapat menerapkan apa yang mereka pelajari untuk mengungkap komponen genetik yang mendasari jenis yang lebih umum dari gangguan jantung pada populasi manusia.
Proyek-proyek demonstrasi lainnya akan menargetkan gen untuk keempat gangguan langka lainnya: choreoathetosis kinesigenic paroksismal, kondisi neurologis; vitreoretinopathy neovascular inflamasi, gangguan membutakan; lymphedema-kolestasis sindrom, gangguan menurun yang menyebabkan penyakit kuning dan kaki bengkak, dan sindrom Joubert, langka otak dan gangguan perkembangan fisik.
NHGRI memperkirakan bahwa setidaknya ada 50 hingga 100 proyek tambahan dalam komunitas ilmiah yang dapat manfaat dari kekerasan dan alat khusus skala besar sekuensing. Dalam rangka untuk membuat penilaian yang akurat dan mengumpulkan masukan masyarakat ke dalam program ini, NHGRI telah mengeluarkan Permintaan Informasi untuk mencari contoh-contoh tambahan penyakit seperti dari peneliti di seluruh dunia. Batas waktu untuk tanggapan ini 4 November. NHGRI juga akan mengadakan diskusi terbuka pada 28 Oktober dalam pertemuan mendatang American Society for Human Genetics di Salt Lake City untuk mencari masukan tambahan dari masyarakat genetika manusia. NHGRI akan menganalisis input dari sumber-sumber dan menentukan ukuran akhir dari aspek sekuensing medis serta cara terbaik untuk memilih proyek-proyek yang menawarkan paling menjanjikan.
Proyek lain sekuensing medis akan menjadi upaya untuk mengidentifikasi perubahan genetik yang menyebabkan penyakit yang dikenal sebagai gangguan terkait-X. Genom manusia terdiri dari 22 pasang kromosom yang cocok, disebut sebagai kromosom autosom, ditambah sepasang tidak cocok disebut sebagai kromosom seks. Kromosom seks, yang disebut X dan Y, menentukan apakah seseorang adalah perempuan (XX) atau laki-laki (XY). Setiap cacat pada gen pada kromosom X sering lebih jelas pada laki-laki daripada perempuan karena kromosom Y tidak membawa gen yang sesuai untuk mengkompensasi.
Sementara para peneliti telah mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab untuk sejumlah gangguan terkait-X, dasar genetik tepat untuk sekitar 130 dari gangguan ini masih harus ditentukan. Penelitian ini akan memerlukan sepenuhnya sequencing semua gen pada kromosom X dari individu yang terkena dengan gangguan, dan mencari variasi yang konsisten berkorelasi dengan gangguan masing-masing.
Proyek sekuensing medis lainnya diberikan prioritas akan mencoba untuk menandai seluruh spektrum variasi, baik langka dan umum, di sejumlah besar gen kandidat untuk penyakit umum. Gen diketahui mempengaruhi tekanan darah tinggi, kolesterol dan berat badan akan ditargetkan. Sampel akan diurutkan dari ratusan sampai ribuan individu dari studi kohort besar yang ada memeriksa penyakit tertentu, seperti aterosklerosis atau diabetes.
Sebagai bagian dari upaya untuk memilih proyek-proyek sekuensing medis, NHGRI sudah termasuk kelompok kerja untuk memeriksa isu-isu etika, hukum dan sosial yang relevan dengan proyek-proyek baru sekuensing medis. Banyak dari masalah ini, yang meliputi memperoleh informed consent dari relawan yang berencana untuk menyumbangkan contoh atau yang telah menyumbangkan sampel untuk proyek-proyek penelitian lain, melindungi privasi relawan tersebut, dan pemahaman kapan, atau bagaimana melaporkan hasil klinis yang relevan kembali ke sukarelawan, mirip dengan yang ditemui dalam banyak penelitian genetika manusia. Kelompok ini juga akan rilis data alamat prosedur dan kekayaan intelektual.
Selain fokus baru pada urutan medis, NHGRI terus upaya berkelanjutan untuk urutan genom organisme lain ', dengan tujuan memperdalam pemahaman kita tentang biologi manusia dan evolusi. Karena genom manusia dan genom mamalia dan non-mamalia lainnya memiliki semua berevolusi dari satu nenek moyang, para ilmuwan dapat menggunakan urutan genom non-mamalia hewan untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana, kapan dan mengapa genom manusia dan mamalia lainnya datang yang akan terdiri dari sekuens DNA tertentu. Studi tersebut juga memberikan wawasan baru ke dalam fungsi mereka urutan, organisasi genom, dan memperluas pemahaman kita tentang dasar biologis dari penyakit menular tertentu.
NHGRI telah memilih tujuh non-mamalia organisme atau kelompok organisme untuk putaran berikutnya sekuensing. Tiga dari organisme telah ditargetkan untuk sequencing "berkualitas tinggi konsep". Mereka adalah: anole kadal hijau (carolinensis Anolis), zebra finch (Taeniopygia guttata) dan kutu tubuh (Pediculus humanus). Para peneliti juga akan membangun peta genetik fisik dan melakukan beberapa genom ditargetkan dua sandflies sekuensing (Lutzomyia longipalpis dan Phlebotomus papatasi), dan akan mendapatkan urutan cakupan rendah dari Africanized lebah madu (Apis mellifera scutellata) untuk perbandingan dengan urutan genom lebah madu. Akhirnya, genom bakteri berbudaya 100 dari usus manusia normal akan diurutkan.
"Kami terus fokus pada organisme yang akan mengungkapkan jumlah terbesar informasi tentang inovasi biologis utama yang telah terjadi sepanjang evolusi, dengan penekanan pada belajar lebih banyak tentang genom kita sendiri. Informasi Genomic dari beragam spesies terbukti berguna dalam banyak bidang penelitian biomedis, "kata Mark S. Guyer, Ph.D., direktur Divisi Penelitian NHGRI dari luar sekolah.