Un bref historique de génomique britannique

L'isolement de l'ADN a été avec succès effectué en 1869. Cependant, son ordonnancement a dû attendre jusqu'à ce que le projet génome humain ait été rempli en 2003, plus que cents ans après.

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La génomique moderne remonte aux années 1970, mais ses fondements ont été jetés au moins vingt ans avant ceci, avec la création des marques radioactives pour étudier des biomolécules. Ce les scientifiques aidés comprennent des procédés corporels multiples. D'une manière primordiale, ils ont aidé à trouver le Saint Graal de génétique - la structure et la séquence de la double helice d'ADN.

Découverte de la structure de l'ADN  

La découverte génétique la plus grande de l'âge moderne est créditée au torticolis de Francis et James Watson, qui, avec Maurice Wilkins, a reçu le prix 1962 Nobel pour le médicament pour découvrir la structure de l'ADN.

Le torticolis était un physicien anglais prometteur qui a interrompu sa carrière quand la deuxième guerre mondiale a éclaté pour joindre l'Amirauté. Pendant ces huit années, il a commuté son inducteur de recherches à la biologie, après affichage du livre de l'Erwin Schrodinger éminent de physicien, « ce qui est durée ? »  et éventuellement jointif le laboratoire de Cavendish à Cambridge.

Maurice Wilkins était né dans la région sauvage du Nouvelle-Zélande à un médecin-chercheur irlandais, mais vécu au R-U de l'âge de six. Après la prise de son doctorat dans la physique, il était impliqué dans le projet de Manhattan pour développer la première panne nucléaire aux Etats-Unis.

Ici de nouveau, le livre de Schrodinger l'a inspiré rechercher la physique en génétique. Après la guerre, il a déménagé de nouveau à l'Angleterre, et a joint le laboratoire de la biophysique de Randall chez College du Roi, Londres. Ici une équipe a été éventuellement dispensée pour trouver la structure de l'ADN.

Ceci a compris Rosalind Franklin, une chercheuse étonnamment douée qui avait joint le laboratoire de Randall pour améliorer l'élément de cristallographie de rayon X là. Cependant, Wilkins et Franklin jamais ne l'ont hors circuit heurté ensemble.

James Watson était un jeune scientifique américain brillant que le premier a contacté Wilkins à une conférence à Naples en 1951. L'année précédente, le Wilkins et celui de ses stagiaires de PhD, Raymond Gosling, avaient produit plusieurs images de rayon X de la structure cristalline de la molécule d'ADN. Certaines de ces derniers ont été présentées au contact de Naples.

Une intrigues prouvées d'image en particulier ainsi à James Watson qu'il a joint le laboratoire de Cavendish la même année pour poursuivre la structure de l'ADN. Là il a contacté le torticolis de 35 ans de Francis, et là les lignes contactées, parce que chacun d'eux ont décidé de travailler à l'ADN.

En même temps, Rosalind Franklin a également joint le chemin pour interpréter la molécule évasive. En dépit tout seul de fonctionner, il est venu étonnant près de fissurer le puzzle.

Watson et torticolis ont établi des aspects théoriques variés de structure d'ADN. Cependant, pour confirmer son exactitude, images claires du rayon X de Franklin et ses mesures précises des distances variées dans l'essentiel prouvé de cellules d'élément d'ADN. Comportant cette caractéristique, elles ont réussi à publier la structure de double helice de l'ADN en 1953, ainsi qu'à montrer sa capacité de réplication. En dépit de la fonction clé jouée par le travail de Franklin, il a été manqué de la citation de prix Nobel.

Le torticolis de Francis a continué pour étudier la fabrication de protéine et le contrôle génétique de ce processus. Il propose également les hypothèses de séquence de ` - ces c'était la séquence des bases dans la molécule d'ADN qui a codé l'information génétique (la commande des acides aminés accumulés dans chaque protéine).

Le torticolis s'est associé à George Gamow, un autre physicien-biologiste, pour publier leur théorie célèbre de triplet de `' en 1958. Cette hypothèse, maintenant connue sous le nom de dogme central de ` de biologie moléculaire', déclare que l'indicatif d'ADN est transcrit en ARN qui est traduit au moyen de codons. Les codons sont des ensembles de trois bases qui spécifient différents acides aminés. La commande de ces triplets décide la commande spécifique des acides aminés qui formeront la protéine donnée.

Le bar dLe bar d'Eagle où le torticolis et le Watson les ont annoncés avait découvert la structure de l'ADN en 1953. (Image prise par Claudio Divizia, 2018 - Shutterstock).

Que Sanger ordonnance-t-il ?

Après la découverte de l'ADN, la technologie neuve a rapidement apparu, qui a permis la détermination robotisée rapide des séquences de nucléotides dans les fragments d'ADN. L'amplification en chaîne par polymérase a été inventée, permettant l'énorme amplification d'une quantité infime d'ADN contenant un gène d'intérêt. Les innovations postérieures ont rendu cette méthode rentable et « sans agitation ».

La technologie d'ADN recombiné a été développée en 1973, et a permis la caractérisation et la manipulation de grands génomes. 1977 ont vu le premier gène étant isolé.

L'honneur d'ordonnancer un génome va pour la première fois à Fred Sanger, géant parmi les scientifiques britanniques, et le double Prix Nobel. Il a ordonnancé un génome viral et mitochondrial complet, lui effectuant le premier scientifique génomique.

Après avoir travaillé à l'ordonnancement de l'ADN pendant 15 années patientes au laboratoire médical de Conseil " Recherche " (MRC) en biologie moléculaire, il publié la technologie la plus tôt pour déterminer la commande des bases dans une molécule d'ADN - le ` Sanger ordonnançant la méthode'.

Ordonnancement de Sanger donné un coup de pied hors circuit une époque dans l'ADN ordonnançant, et formé la science de la génomique. Elle lui a également gagné son deuxième prix Nobel. Aujourd'hui la méthode a avancé pour permettre le relevé de jusqu'à 800 bases simultanément.

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Le projet génome humain

Les découvertes en structure d'ADN, se traduisant et ordonnançant étaient essentielles à l'établissement du projet génome humain. À partir de 1993 à 2003, il a rassemblé d'excellents scientifiques de 20 institutions en travers de six pays pour se démêler avec succès la séquence de trois milliards de bases azotées dans une molécule d'ADN humaine.

Pourquoi le mappage de génome est-il important ? La réponse est qu'elle remonte des morceaux du génome entier pour aider des chercheurs à trouver leur chemin autour de elle et à localiser des gènes d'intérêt.

Présentez John Sulston, le fils d'un curé, qui avait toujours été curieux au sujet du ` comment les organismes fonctionnent'. Éventuellement devenant un biologiste moléculaire, il a joint le laboratoire de MRC, Cambridge.

John Sulston et la vis sans fin

Le Sud africain Sydney Brenner travaillait aux mutations qui ont entraîné à des changements de la voie la vis sans fin déménagée, parce qu'il a voulu savoir les gènes ont réglé des procédés de durée au niveau moléculaire. Sulston a collaboré avec lui au MRC mais l'espace et les fonds étaient courts. Sulston alors a avec succès fait pression en faveur de la confiance de Wellcome et le Conseil " Recherche " médical pour installer un laboratoire neuf a consacré aux études génomiques. C'était le début du centre de Wellcome Sanger, dont il est devenu le fondateur-directeur en 1992, demeurant jusqu'en 2000.

En 1998, après 12 ans de travail patient, l'équipe de Sulston, travaillant avec l'équipe de Robert Waterston à St Louis, les Etats-Unis, publiés la séquence d'ADN animale complète toute première, du Caenorhabditis elegans de nématode (elegans de C.), utilisée comme prototype pour l'autre substance. Pour ceci, il a partagé le prix Nobel avec les chercheurs semblables Sydney Brenner et Robert Horwitz.

Tandis que ce projet s'était au commencement destiné pour continuer sur le lien entre le développement des elegans de C. et sa génétique, il était si couronné de succès que ce soit rapidement devenu un prototype pour le projet génome humain, pour lequel ceci est devenu le centre BRITANNIQUE.

Sa réussite était un épreuve-de-concept essentiel pour les méthodes rentables de haut-débit employées pour découvrir la séquence d'ADN humaine, ainsi que pour montrer leurs limitations et avantages. Vers la fin de sa tenure, utilisant le Sanger ordonnançant des méthodes, le projet de la séquence du génome humain était complet.

John la passion que de Sulston n'effectuait pas simplement des découvertes scientifiques, il a également insisté sur rendre toute sa recherche scientifique librement procurable à n'importe qui. Ceci, il a ressenti, était la seule voie d'accélérer le progrès au sein de la communauté. Ceci est resté central à l'éthos d'institut de Wellcome Sanger à ce jour.

Mike Stratton et gènes de cancer

Simultanément, Mike Stratton a commencé à installer le projet de génome de cancer à l'institut, essayant de tracer tous les gènes de cancérigène dans le génome humain. Il avait déjà recensé le gène BRCA2, un des deux gènes qui entraînent la plupart des cancers du sein chez les femmes, et le gène de BRAF impliqué dans six sur dix mélanomes malins. Il a également aidé à découvrir d'autres gènes impliqués dans le sein, testiculaires, côlorectaux et le cancer de la thyroïde.

Le prochain pas en avant pourrait s'être produit seulement après que l'ordonnancement de plein-génome a réussi, parce qu'il a concentré sur le mappage le génome fonctionnel, qui consiste seulement en gènes fonctionnels. Ceci a mené à l'étude orientée des régions de gène dans la molécule d'ADN afin d'associer la structure matérielle à leur expression extérieure dans le fuselage et son fonctionner.

Allan Bradley a travaillé durant toute sa durée de stagiaire à Cambridge, suivant qu'il a repris la production des souris knockout utilisant les cellules souche embryonnaires. Ce sont des souris qui manquent de certains gènes spécifiques. Il a rappelé ceci avec le travail sur les techniques de désignation d'objectifs et de manipulation génétique de gène, qui étaient utiles dans beaucoup de technologies et de procédés génétiques de laboratoire.

En ce point il a été occupé à rendre son travail commercialement viable en l'offrant en vente. Quand il plus tard est devenu le directeur neuf de l'institut de Sanger en 2000, il transformé il dans un centre qui s'est concentré sur obtenir l'information biologique du génome ordonnancé.

Quelques exemples comprennent le consortium international de génome de cancer qui s'est concentré sur le génome de cancer, et les 100 000 génomes projettent d'ordonnancer des génomes des cellules normales et affectées dans les patients présentant le cancer, par exemple, et ceux avec une maladie rare.

Ordonnancement de la deuxième génération apparu en 2007 et prouvé pour être une autre opération transformative, permettant à des millions d'échantillons d'ADN d'être ordonnancé ensemble utilisant l'ordonnancement parallèle massif (MPS). Ceci rend la préparation des échantillons plus rapide, il est extrêmement personnalisable, et a réduit le coût énormément. Il est réellement possible au génome humain de la séquence une pour moins que le £ 700 dans un d'un seul jour, comparé au £ 2 milliard et 10 ans où il a pris pour le premier !

Presque immédiatement ceci a été suivi de l'ordonnancement troisième génération. Cette technologie se sert des bases marquées avec la technologie fluorescente de balises et d'enzymes d'ADN polymérase. Ceci produit des fragments d'ADN 10-15 mille bases longues, rendant génomique ordonnançant beaucoup plus simple et éliminant la nécessité de joindre des éclats dans le cas de plus petits génomes. Ceci a activé la révision de `' des génomes déjà ordonnancés à l'exactitude pratiquement 100%, et éventuellement les scientifiques espèrent ordonnancer le génome humain entier dans un délai de juste une heure !

Tout ceci s'est produit dans un délai de juste deux ans du projet génome humain. Sans aucun doute, beaucoup plus de découvertes doivent être effectuées qui faciliteront le diagnostic personnalisé et la demande de règlement basés sur des variations génomiques d'une foule d'états de la maladie.

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Last Updated: May 13, 2019

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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