Jak novi tehnologiї dopomagajuť u vyvčenni ljudśkogo genomu

Читати кирилицею
Jak novi tehnologiї dopomagajuť u vyvčenni ljudśkogo genomu

$200 — i ja skažu hto ty

Dosyť vidpravyty zrazok slyny, ščoby diznatysja pro mynule i majbutnje ta shyľnisť do hvorob — tak pracjuje odyn iz najvidomišyh servisiv doslidžennja ljudśkogo genomu. Vse počalosja z genu lrrk2, 12-ї hromosomy. Jogo genetyčna mutacija pov’jazana z vynyknennjam hvoroby Parkinsona iz statystyčnoju možlyvistju 30—75%. Pomiž miľjoniv osib, jaki pryhovujuť u svoїh klitynah cju hvorobu, je takož Sergij Brin, spivzasnovnyk Google, jakyj finansuje doslidžennja ćogo zahvorjuvannja.

U 2006 roci bula stvorena 23andMe — kompanija, jaka zajmajeťsja genetykoju ta proponuje test DNK za cinamy, pryjnjatnymy dlja zvyčajnogo spožyvača. Odnym z golovnyh investoriv kompaniї je Google. Sekvenuvaty DNK koštuje vse menše. Ce vidkryvaje možlyvisť stvoryty bazu danyh naviť na pryvatnomu rivni. Ostannimy rokamy vartisť analiziv zmenšylasja, a čyslo kompanij, ščo proponujuť test DNK menše niž za $200, zroslo. Vidtak cej rynok prosto «vybuhnuv». U 2015 roci vin ocinjuvavsja u $70 mln. A do 2022 roku prognozujuť, ščo vin zroste up’jatero — do $340 mln.

Sogodni dosyť vidpravyty zrazok slyny do Mauntin-V’ju, splatyty trohy menše $200 ta začekaty dekiľka dniv. Iz bazoju u ponad 2 mln sekvenovanyh DNK, 23andMe ce na śogodni — spravdi najbiľšyj u sviti arhiv genetyčnoї informaciї, zibranoї z naukovoju metoju. 80% їhnih pacijentiv vyrišyly anonimno zalyšyty svoї genetyčni dani dlja togo, aby kompanija mogla pryšvydšyty doslidžennja ljudśkogo genomu.

Čytajte takož: 4 mižnarodnyh proekty, v jakyh kraudsorsyng dopomagaje nauci

Struktura sajtu, do jakogo maje dostup toj, hto robyť test, — taka sama, jak u sociaľnoї mereži. Možna obraty čy trymaty profiľ anonimno ta dilytysja z kymoś pevnoju informacijeju (čy ni). Kožnogo razu, koly staje vidomo pro kogoś u sviti, hto maje pevnyj vidsotok sporidnenosti i projšov toj samyj test, programa vas pro ce povidomyť. Takož možna vyrišyty, čy dodaty v «druzi» svogo možlyvogo «rodyča», čy ni.

Dejaki naukovci vse ž stavljať pid sumniv točnisť takyh testiv DNK. Isnuje dumka, ščo simejna istorija je potužnišym indykatorom dlja prognozuvannja ryzyku biľšosti zahvorjuvań, niž geny. Do togo ž, čymalo «smerteľnyh» gennyh mutacij vyjavljajuťsja neškidlyvymy.

23andMe

23andMe maje u planah prodavaty DNK-dani klijentiv dlja rozrobky likiv. Farmacevtyčni kompaniї namagajuťsja vydobuty genetyčni dani dlja rozrobky likiv protjagom ščonajmenše desjatylittja, ta poky nemaje značnogo uspihu v ćomu naprjamku. Napryklad, deCODE GENETICS, zasnovana v Rejk’javiku u 1996 roci, zalučyla blyźko polovyny doroslogo naselennja Islandiї v genetyčne doslidžennja. Nezvažajučy na te, ščo doslidžennja kompaniї dalo zmogu oznajomytyś z genetyčnymy mehanizmamy zahvorjuvannja, vono ne dalo dostatnih rezuľtativ dlja stvorennja likiv.

Je pobojuvannja, ščo testy DNK možuť zavdavaty škody pacijentam – ljudy možuť vdavatysja do radykaľnyh medyčnyh zahodiv na pidstavi rezuľtativ їh testuvannja, napryklad, vyrišujučy zminyty dozuvannja svoїh likiv bez konsuľtaciї z likarem abo provodyty nepotribni operaciї (taki jak mastektomija abo likuvannja, ščo bazujeťsja na pomylkovyh danyh). Ščob unyknuty ćogo, pacijenty majuť buty dobre proinformovanymy pro te, ščo označajuť rezuľtaty testiv.

CRISPR — oliveć, ščo redaguje DNK ta RNK bez rozrizannja

2 novyh varianty tehnologičnoї platformy dlja genomnogo redaguvannja dozvoljať modyfikuvaty odynyčni litery, jaki skladajuť DNK ta RNK bez rozrizannja, jak ce zdijsnjujeťsja u klasyčnij versiї CRISPR (korotki palindromni povtory, reguljarno roztašovani grupamy CRISPR — Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), ščo vykorystovuje molekuljarni nožyci.

Systema RISPR evoljucionuvala, i dlja vypravlennja mutacij biľše ne potribno rizaty. 2 statti, opublikovani u vydannjah Nature ta Science, spovistyly pro pojavu dvoh novyh variantiv cijeї tehnologičnoї platformy dlja redaguvannja genomu. Jdeťsja pro reaľni avtomatyčni korektory pomylok (base editor), jaki zaminjujuť molekuljarni nožyci klasyčnoї versiї CRISPR.

Čytajte takož: Sequoia Capital investuje $250 mln v onlajn-servis genetyčnyh testiv

Osnovna vidminnisť miž cymy 2 novymy variantamy platformy CRISPR, predstavlenymy śogodni, — te, ščo odyn pracjuje z DNK, robljačy dovgotryvali zminy u genomi, inšyj – vtručajeťsja u RNK-transkrypty zi zminnym efektom. Zazvyčaj vony pracjujuť za takym pryncypom: koly identyfikujuť pomylkovu literu (za pravylamy Mižnarodnogo sojuzu teoretyčnoї i prykladnoї himiї (IUPAC) vykorystovujuťsja taki litery), to delikatno vypravljajuť atomy, zminjujučy identyčnisť: A = adenin; C = cytozyn; G = guanin; T = tymin; R = G A (puryn); Y = T C (pirymidyn); K = G T (keto); M = A C (amino); S = G C (syľne zv’jazuvannja); W = A T (slabke zv’jazuvannja); B = G T C (vsi, krim A); D = G A T (vsi, krim C); H = A C T (vsi, krim G); V = G C A (vsi, krim T);N = A G C T (buď-jakyj).

Takym čynom, poslidovnisť liter DNK vypravljajeťsja bez neobhidnosti rozrizaty, i bez netočnostej, jaki vynykajuť pry aktyvaciї pryrodnogo mehanizmu klitynnogo vidnovlennja. Novyj pidhid biľš efektyvnyj za aľternatyvni procedury i dozvoljaje provodyty vtručannja iz vysokoju točnistju ta minimaľnoju virogidnistju pomylok. Spodivajemosja, ščo v majbutńomu ci peretvorjuvači liter DNK možuť buty vykorystani dlja vidnovlennja točkovyh mutacij, ščo spryčynjajuť bagato serjoznyh zahvorjuvań ljudyny.

Jak vidomo, isnuje 4 litery DNK: adenyn pojednujeťsja z tyminom, a guanin – z cytozynom. U mynulomu roci Devid Lju z Broad Institute vže proiljustruvav v naukovomu žurnali Nature, jak peretvoryty paru G-C na paru T-A. Ale dlja vypravlennja bagaťoh patologičnyh mutacij neobhidnyj zvorotnyj perehid ta rezuľtaty ostannih vidkryttiv, zdijsnenyh cym doslidnykom, jaki poljagajuť v tomu, ščo zaraz možna zaminyty vsi 4 litery DNK — jak v bakterijah, tak i v klitynah ljudyny.

Jakščo my ujavymo sobi CRISPR jak švejcarśkyj niž, Lju i jogo kolegy spočatku zniveljuvaly funkciju «vidrizu». A potim jak ekvivalent vony vykorystaly «oliveć», jakyj vypravljaje pomylky. Oliveć, v perenosnomu sensi, vidpovidaje funkcijam fermentatyvnoї (deaminazy), zdatnyj vidnimaty himični grupy z literamy DNK, ščoby peretvorjuvaty odyn typ na inšyj. Dlja togo, ščob aktyvuvaty bilok, jakyj je osnovnym ingredijentom novogo recepta (TadA- dCas9), doslidnyky zmušeni buly opracjuvaty 7 cykliv evoljuciї ta inženeriї. Zusyllja ne buly marnymy. Vrešti-rešt systema pokazala, ščo vona v zmozi koryguvaty mutaciї, pov’jazani z 2 genetyčnymy zahvorjuvannjamy — serpovydno-klitynnoju anemijeju ta gemohromatozom.

Tehnologija CRISPR bere počatok z bakteriaľnoї pryrodnoї systemy, jaka je svogo rodu nevyčerpnoju «kopaľneju» molekuljarnogo bioriznomanittja. Čekajemo na te, ščo nabir instrumentiv CRISPR zbagatyťsja optymaľnymy variantamy dlja vykonannja riznyh zavdań ščodo korekciї, vstavlennja abo vydalennja inercijnyh elementiv.