[ad_1]

در تاریخ 26 ژوئن 2000 ، در اتاق شرقی کاخ سفید ، روی تریبون ایستادم و توالی ژنوم انسان را اعلام کردم ، پروژه ای که تیم نسبتاً کوچک من فقط در مدت 9 ماه انجام داد. پشت سر من رئیس جمهور کلینتون نشسته بود و روی صفحه بزرگی نخست وزیر انگلیس ، تونی بلر بود. فرانسیس کالینز به عنوان رئیس تیم ژنوم انسانی در انستیتوهای ملی بهداشت روی صحنه بود. در مقابل من برخی از دانشمندان ارشد درگیر در توالی ژنوم انسانی ، و همچنین مقامات ارشد دولت و سفرا از سراسر جهان نشسته بودند. پشت میهمانان حدود 50 دوربین تلویزیون و عکاس بودند. کل این رویداد به صورت زنده در سراسر جهان پخش شد.

پس از سالها کار بی پایان ، انتقادات (از خارج و حتی داخل شرکت من) ، مداخله بهترین سردبیران مجلات علمی و حتی رئیس جمهور کلینتون برای ایستادن در جایی که داستان آن روز ساخته شده بود ، یک تجربه بسیار احساسی و رضایت بخش بود. باور کردن اینکه ما به این نقطه رسیده ایم سخت بود و یک درام وجود داشت که منتهی به و حتی در ساعات اولیه صبح بود. همه ما مجبور شدیم پیش نویس سخنرانی های خود را روز قبل از مراسم به اشتراک بگذاریم و وقتی سخنرانی نخست وزیر بلر را دیدم ، به رئیس دفتر سیاست علم و فناوری گفتم که من تا زمانی که سخنرانی او تغییر نکند ، در آن حضور نخواهم داشت. فکر کردم این یک طرفه است و حاوی سخنان تحقیرآمیز درباره من و تیم من است. مشاور علمی کاخ سفید گفت آنها نمی توانند سخنرانی رئیس دولت خارجی را تغییر دهند. من گفتم اگر آنها می خواهند من در آن شرکت کنم ، باید کاری انجام دهند. من ساعت 2 بامداد تماس گرفتم ، نشان داد که من از سخنرانی او بسیار راضی خواهم بود ، همانطور که واقعاً بودم.

چگونه به این مکان تاریخی رسیدیم؟ بحث ها در مورد تعیین توالی ژن از اواسط دهه 1980 آغاز شد ، و منجر به تلاش چندین میلیارد دلاری NIH / گروه انرژی ژنوم شد ، اما توزیع قطعات ژنوم در بسیاری از آزمایشگاه های دنیا با کندی انجام شد. تیم من در اولین م instسسه تحقیقاتی غیر انتفاعی من ، موسسه تحقیقات ژنومی یا TIGR ، بودجه ای برای ساختن یک بخش کوچک تأمین شد و فرض کرد که ما در پروژه ژنوم خواهیم نشست.

در سال 1995 ، ما اولین ژنوم ارگانیسم زنده را منتشر کردیم ، H. آنفلوانزا ، که در علوم پایه. این ژنوم با استفاده از الگوریتم جدید و اتوماسیون ما توالی یابی ژنوم را به عنوان یک پروژه جداگانه برای ماهها و نه سالها توالی داد. من مطمئن بودم که این رویکرد با ژنوم انسان کار خواهد کرد ، اما من فقط یکی از معدود کسانی بودم که به آن اعتقاد داشتم. در سال 1998 ، دنیای من با تماس Applied Biosystems (ABI) و شرکت مادرشان تغییر کرد و 300 میلیون دلار برای من ایجاد کرد تا بتوانم یک شرکت جدید برای توالی ژنوم انسان با تجهیزات و ماشین جدید آنها ایجاد کنم. من برای دیدن نمونه اولیه ماشین جدیدشان به مقر آنها در فاستر سیتی ، کالیفرنیا رفتم و مطمئن شدم که کار می کند. ما محاسبه کردیم که به 300 ماشین نیاز داریم. در بازگشت به TIGR ، به هام اسمیت ، برنده جایزه نوبل ، و یکی از دوستان و همکارانم گفتم آنچه را دیدم و گفتم که مجبور شدم این کار را انجام دهم. پاسخ او این بود: “من فکر نمی کنم م workثر باشد ، اما من با شما می روم.”

ما یک شرکت جدید به نام Celera Genomics تاسیس کردیم تا اولین ژنوم انسان را در سه سال یا کمتر رتبه بندی کنیم. شعار این شرکت “سرعت مهم است ، کشف نمی تواند صبر کند” بود. این اعلامیه با استقبال گسترده جامعه توالی یابی به رهبری NIH روبرو نشد ، که می گوید برنامه های توالی سلرا با “پنیر سوئیس” ، “CliffsNotes” ، “Reader’s Digest” یا حتی نسخه “Mad Magazine” ژنوم خاتمه می یابد. . من حدس می زنم که من می توانم درک کنم که چرا آنها از داشتن یک تازه وارد به بازی هیجان زده نیستند و بنابراین آنچه مطبوعات مسابقه ای برای سازگاری ژنوم انسان می نامیدند ، Celera را در برابر NIH و تلاش های بین المللی ژنوم قرار داد.

ما می دانستیم که الگوریتمی که برای ژنوم های باکتریایی استفاده می کنیم برای انسان یا هیچ یک از رایانه های موجود کارایی نخواهد داشت. ما هزاران CV فرستادیم و خوشبختانه یکی از اوژن مایرز بود که در نهایت یکی از شخصیت های اصلی ژنوم انسان بود. ژان ، که در آن زمان استاد دانشگاه آریزونا بود و توسعه دهنده اصلی ابزار تجزیه و تحلیل توالی BLAST بود ، در مورد مونتاژ بیشتر ژنوم فکر کرده بود و با موفقیت ما در ژنوم های باکتریایی تشویق شد. ژان و یک تیم کوچک در عرض چند ماه 500000 خط کد رایانه ای برای ایجاد Celera Assembler نوشتند. نه ماه بعد ، ما توالی ژنومی انسانی کاملی داشتیم و شروع به حاشیه نویسی کردیم تا ببینیم چه چیزی در مورد ما گفت. ما تجزیه و تحلیل خود را در منتشر کردیم علوم پایه فقط بعد از مرحوم دون کندی ، علوم پایه سردبیر ، برای جایگزینی مدیران پروژه های عمومی که سعی در جلوگیری از انتشار ما داشتند ، مداخله کرد. تلاش های NIH داده های خود را در منتشر کرد طبیعت در همان روز.

بنابراین ، با بیستمین سالگرد انتشار اولین توالی ژنوم انسانی در 12 فوریه 2021 ، در دو دهه گذشته چه چیزی باید نشان دهیم؟ دهه اول پس از انتشار به طور مداوم در فن آوری تعیین توالی پیشرفت کرده است ، که اجازه می دهد تعداد بیشتری از ژنوم های هر کلاس زندگی توالی یابی شود ، اما متأسفانه برای تولید دانش و درک ژنوم انسان تلاش کمی صورت گرفته است. این تا حدی به این دلیل است که بودجه قابل توجهی در ایالات متحده در سطح دولت کاهش یافته است ، در حالی که در کشورهای دیگر بودجه افزایش یافته است. خبر خوب این است که اساساً هر دارو و واکسن جدید اکنون مبتنی بر ژنومیک است و تحقیقات اساسی از تعیین توالی ژن به تحقیقات بیشتر مبتنی بر ویژگی تغییر می کند.

بسیاری تصور می کردند که تنها با توالی تعداد زیادی از ژنوم ها درک و دانش جدیدی بوجود می آید. اگرچه این امر به ردیابی اجداد و تغییر ژنوم کمک کرده است ، اما هنوز چیزهای زیادی برای ما وجود دارد که بتوانیم نحوه کدگذاری ژنوم برای ما انسانها را یاد بگیریم و درک کنیم.

پنج سال پیش ، من با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین / هوش مصنوعی و ابزارهای دیگر ، رویکرد جدیدی را با ترکیب فنوتیپ جامع و تجزیه و تحلیل ژنوم عمیق فرموله کردم. رویکرد جدید به این دلیل بوجود آمد که ژنوم من نشان داد که من برای آن هتروزیگوت هستم APOE ژنی که به طور قابل توجهی خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را افزایش می دهد. من برخی از متخصصان مغز و اعصاب را در دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو متقاعد کردم که از مغز MRI ​​و از نظر آمیلوئید از طریق MRI / PET اسکن انجام دهند ، که یک نشانگر اصلی بیماری محسوب می شود. خبر خوب برای شخص من این بود که هر دو آزمایش منفی بودند ، اما به من نشان داد که برای درک خطر پیش آگهی باید آزمایشات بالینی را برای یک فنوتیپ مانند MRI و ژنوم ترکیب کنم. این امر منجر به ایجاد شرکت جدیدی به نام Human Longevity، Inc (HLI) شد.

هدف HLI ارائه جامع ترین مجموعه آزمایشات بالینی برای افراد سالم توصیف شده بود که می توانیم طی یک روز انجام دهیم ، مانند MRI کل بدن ، سی تی اسکن قلب ، تراکم استخوان ، آزمایش اکو قلب 4-D و قلب از راه دور نظارت. ما شامل طیف گسترده ای از آزمایشات شیمیایی ، از جمله غربالگری کامل برای متابولیت ها هستیم. نتایج این آزمایشات تلفیقی روی افراد به اصطلاح سالم واقعاً خیره کننده است. حدود 40 تا 50 درصد از افراد تحت آزمایش بیماری مهمی داشتند که از آن بی اطلاع بودند. تقریباً 5٪ بیش از 50 سال تومور بزرگی داشتند. خبر خوب این است که تقریباً همه در مراحل اولیه بودند و می توان با اشعه آنها را از بین برد یا درمان کرد. حدود 1٪ از کل افراد دچار آنوریسم مغزی بودند. یادگیری ماشینی مکان های جدیدی از ژنوم را فراهم می کند که با بیماری های کشف شده ارتباط دارد. ما همچنین به دنبال مارکرهای ژنتیکی محافظ برای افرادی مانند من هستیم APOE تغییر می کند ، اما هیچ بیماری آلزایمر یا زنان مبتلا وجود ندارد BRCA جهش ، اما بدون سرطان پستان یا تخمدان.

این ایده آزمایش افراد به ظاهر سالم بدون انتقاد نیست. برخی استدلال می کنند که اگر نگاه کنید ، چیزی پیدا خواهید کرد و ممکن است برای این بیماری هیچ درمانی یا درمانی نداشته باشیم ، بنابراین رنج غیر ضروری ایجاد می کنیم. یا آنها می گویند که برخی تومورها می توانند به آرامی رشد کنند که درمان آنها منجر به عوارض جانبی غیر ضروری می شود. “صبر کنید و ببینید” رویکرد بهتری است. همانطور که سعی کردم در حرفه خود نشان دهم ، از این بابت خوشحال نیستم. من معتقدم که ما وظیفه داریم از همه ابزارها و دانشی که برای توسعه و کشف آن به سختی جنگیده ایم استفاده کنیم ، از جمله یکی با بالاترین پتانسیل ، ژنوم انسانی ما.

به طور کلی ، اقدامات پزشکی باید به شدت تغییر کند. اگر ژنومیک را به طور گسترده با فنوتیپ بالینی و یادگیری ماشین ترکیب کنیم ، می توانیم از بیماری ها پیشگیری و پیش بینی کنیم. یک عامل مانع این پیشرفت این واقعیت است که سیستم مراقبت های بهداشتی برای ارائه درمان تحریک می شود اما نه پیشگیری. با استفاده از ابزارهای بالینی جدید ، سرطان و سایر بیماری ها در مراحل اولیه ، زمانی که درمان ها و درمان های بالقوه حداقل تهاجمی هستند ، قابل تشخیص هستند.

این ژنوم نقشی اساسی در اقتصاد زیستی آینده خواهد داشت ، اما ایالات متحده در حال حاضر عقب مانده است. ما پنجاه و چهارمین در جهان هستیم که توالی ویروس های جدید COVID-19 را غربال می کنیم. و به استثنای سرطان ، ژنوم بخشی از عمل پزشکی نیست. همه ما فکر می کردیم که توالی ژنومی به ما امکان می دهد خودمان را درک کنیم و دارو را تغییر دهیم. این اتفاق خیلی آرام رخ می دهد و ده ها میلیون نفر هزینه دارد که اگر آن را به یک اولویت ملی تبدیل کنیم ، می توان آن را نجات داد. یک مثال این است که درک اینکه چه کسی بیشتر در معرض مرگ ناشی از COVID-19 و آنفلوانزا است ، نسبتاً آسان است. با وجود بیماری های عفونی جدیدتر در حال ظهور ، ما باید زودتر از این عمل کنیم.

وقتی در کنفرانس مطبوعاتی کاخ سفید برای اعلام ژنوم روی تریبون ایستادم ، گفتم: “روشی که سلرا به کار برد کد ژنتیکی پنج نفر را تعیین کرده است. ما ژنوم سه زن و دو مرد را که خود را اسپانیایی ، آسیایی ، قفقازی یا آفریقایی آمریکایی معرفی کردند ، توالی دادیم. ما این نمونه گیری را نه به روشی استثنایی ، بلکه به احترام تنوعی که آمریکا دارد ، انجام دادیم و نشان دادیم که مفهوم نژاد هیچ مبنای ژنتیکی و علمی ندارد. در پنج ژنوم سلرا راهی برای تشخیص یک قومیت از نژاد دیگر وجود ندارد. جامعه و پزشکی با همه ما به عنوان اعضای جمعیت رفتار می کنند ، جایی که ما به عنوان افراد همه منحصر به فرد هستیم و آمار جمعیتی اعمال نمی شود. “من هنوز هم در كنار اين گفته هستم. در حقیقت ، آنچه امروز دریافتیم این است که زمینه اقتصادی – اجتماعی بیش از هر عامل دیگری ، بیولوژیکی یا فاکتورهای دیگر ، در دستیابی به سلامت و نتایج کمک می کند. همه گیری COVID-19 یک نمونه در زمان واقعی است.

فقط درصورتی پیشرفت کرده اید که بخواهید به جایی بروید که در حال حاضر جاده ای وجود ندارد. همانطور که رئیس جمهور کلینتون در سال 2000 به کاخ سفید گفت که از اولین مطالعه در مورد ژنوم انسان رونمایی می کند ، “این مهمترین ، عالی ترین نقشه ای است که بشر تاکنون ایجاد کرده است.” برای استفاده کامل از این نقشه برای کشف “سرزمینهای” جدیدی که هنوز در ژنوم انسان کشف نشده است ، به محققان و منابع بیشتری نیاز داریم.

[ad_2]

منبع: khabar-dirooz.ir