Архивная публикация 2005 года: "Прочитай себя за тысячу долларов"

Джордж Черч и его коллеги из медицинской школы Гарварда намерены снизить стоимость полной персональной расшифровки генома до $1 тыс. против нынешних $20 млн. Это, между прочим, насущная потребность простых смертных. Ведь от того, какой у индивидуума набор генов, зависит и его восприимчивость к различным лекарствам, и возможность подхватить ту или иную болезнь, и передача абсолютно эксклюзивных особенностей своего организма потомкам.B генетическом коде человека примерно 40 тыс. генов, состоящих из 3 млрд. нуклеотидов — наименьших единиц наследственной информации, которую несет в себе всякий живой организм. Две команды ученых над расшифровкой генома homo sapiens наперегонки трудились порядка 15 лет и в 2003 году выдали миру некий усредненный результат. Один из участников расшифровки — частная фирма Сelera, возглавляемая всемирно известным ученым Крейгом Вентером, — ориентировался на белого человека, мужчину среднего возраста. Другой участник — международная программа HUGO, в состав которой вошли США, Франция, Германия, Япония, Великобритания, Китай, а на конечном этапе и Россия (в меру своих слабых финансовых возможностей), — объединил куски геномов от своих представителей. Все это смешали в кучу и назвали геномом человека. В общей сложности на работы по расшифровке было затрачено порядка $6 млрд., поэтому сегодня ученые в шутку оценивают один человеческий нуклеотид в $2.

Но расшифровать геном конкретного Васи Пупкина до сих пор баснословно дорого. Если следовать традиционной технологии, при которой нуклеотиды разделяются электрофорезом и фильтруются через гель, то удовольствие увидеть Васин генетический «портрет» обойдется в сумму от $2 млн. до $20 млн. Джордж Черч с коллегами предлагает удешевить эту затею в сотни и даже тысячи раз. В своей новации они используют микроскоп, компьютер, цифровую камеру и специальные микроскопические бусинки (диаметром 1 микрон), каждая из них способна связываться с самой что ни на есть первичной генетической структурой — азотистыми основаниями, входящими в состав нуклеотидов.

О том, что процесс соединения прошел успешно, бусинка сигнализирует одной из условных флуоресцентных красок. Каждому основанию присвоен свой цвет, так что расшифрованный геном представляет собой красивейшее колористическое решение. И для каждого индивидуума оно свое. Ученые потратили на необходимое в их работе оборудование какихто $140 тыс., что по современным научным меркам — сущие пустяки, и клянутся довести стоимость индивидуальной расшифровки генома до $1 тыс.

Можно найти массу сфер применения такой расшифровки. Скажем, для больных раком есть ряд терапий, которые сработают, только если пациент обладает определенными особенностями генома. Коммерциализацией новой технологии по лицензии Гарварда займется корпорация Agencourt Bioscience.

Чтобы лечить без последствий

Глава российского проекта «Геном человека» Лев Киселев был, несомненно, прав, когда предупреждал о сложности последствий расшифровки генетического кода homo sapiens. «По-видимому, всю биологию или хотя бы ее основные разделы надо будет как бы переписывать и приводить в соответствие с тем, что мы узнали о геноме человека», — предсказал ученый. По крайней мере, это новые сведения дали толчок для целого ряда наук во главе с геномикой, цель которой узнать в точности, какой из 40 тыс. наших генов за что отвечает, как реагирует на все и всех вокруг.

Сравнивая геномы разных людей, можно выявить места генетических «поломок» и ясно представить себе развитие болезни. Например, мышечная дистрофия (болезнь Дюшена) вызывается повреждением одного гена, ответственного за выработку белка дистрофина. Ученым уже известны конкретные гены, ответственные за туберкулез, сыпной тиф, язву желудка. В общей сложности так диагностируются порядка 40 болезней, главным образом наследственных. Однако генная терапия, то есть попытки убрать нарушенный ген и вставить здоровый, натыкаются пока на колоссальное сопротивление самого организма. Во-первых, нормальный ген трудно засунуть во все клетки, а без этого терапия теряет свою эффективность. Во-вторых, сами клетки не умеют распознавать качество генетических вставок и стараются избавиться от них всеми возможными способами: растворяют, выбрасывают, сами мутируют непредсказуемым образом.

Поэтому прикладная геномика сейчас идет другим путем — рука об руку с фармакологией. Дело в том, что в силу своих врожденных генетических различий люди по-разному реагируют на одни и те же медицинские препараты. А побочные эффекты зависят именно от генетических особенностей индивидуума. Достаточно сказать, что, по данным Американской медицинской ассоциации, только в США ежегодно побочные реакции становятся причиной госпитализации 2 млн. человек и более 100 тыс. случаев смерти. Следовательно, установив, какие гены отвечают за факторы, вызывающие как положительные, так и отрицательные последствия, можно научиться прогнозировать, как данный организм будет реагировать на лекарство.

Современная фармакогеномика разрабатывает специальные тесты, с помощью которых можно определить, подходит ли то или иное лекарство определенному индивидууму по его генетическим особенностям. Кроме того, сравнивая генотипы разных людей и их реакцию на исследуемый препарат, ученые устанавливают, какой ген приводит к появлению определенного побочного эффекта.

Актуальность проведения фармакогеномных тестов растет по мере развития фармакологии и увеличения ассортимента лекарств. Несколько лет назад Америка следила за процессом, в котором медицинские эксперты обвиняли родителей 9-летнего мальчика Майкла Адамс-Конроя в том, что они буквально убили своего ребенка слишком большими дозами препарата Prozac. После повторной экспертизы выяснилось, что проблема была в том, что у мальчика наблюдался дефект гена, ответственного за правильный метаболизм лекарства. С родителей сняли обвинение, но они еще долго находились в состоянии шока, узнав, что их чадо осталось бы жить на этом свете, сделай они вовремя необходимый генетический тест.

Сегодня в западную фармакогеномику вливаются приличные средства. Десятью ведущими фармкомпаниями, такими как Bayer, Bristol-Meyers Squibb, Roche, Glaxo Wellcome, Novartis, SmithKline Beecham и др., а также благотворительным английским фондом для поддержки исследований Wellcome Trust был учрежден консорциум SNP, призванный координировать и внедрять в производство лекарств научные работы в области геномики. Вклад фармацевтических компаний в создание консорциума составил $30 млн., а Wellcome Trust внес $14 млн.

О генетической гордости великороссов

В России дела с внедрением геномики в практику фармакологии пока обстоят слабо. Зато есть очень интересные работы по этногеномике. К примеру, профессор Быковский из Института общей генетики вместе с другими группами ученых занимается изучением геномов многочисленных этнических групп, проживающих на территории РФ. Уже расшифрованные геномы русских выявили интересные подробности развития этноса. Оказалось, что по женской линии русские очень близки к европейцам и, напротив, далеки от турок и монголов. Есть еще одно направление развития геномных исследований в России — палеогеномика, которая занимается исследованием древней ДНК, извлеченной из тканей и костей, что найдены в могильниках.

Но это своего рода баловство. А вот в чем знание генома человека пригодится в обыденной жизни, так это в протеомике — науке о генетически обусловленном синтезе белков. Именно они характеризуют функции организма, всю его жизнедеятельность. Изменилось его состояние, приближается болезнь — это неминуемо будет связано с появлением или исчезновением определенных белков, изменением их количества.

Протеогеномика развивается в России достаточно бурно. Уже создана российская программа «Протеомика для медицины», работу которой координирует директор Института биомедицинской химии (ИБМХ) академик РАМН Александр Арчаков, на оборудование российского протеомного центра государство выделило около $10 млн. По российским понятиям это очень много. Под программу из зарубежных стран возвращаются ученые-медики. «Ультрачувствительность и специфичность протеомного анализа позволяют регистрировать развитие патологических процессов на ранних этапах, без видимых симптомов заболевания, и идентифицировать новые мишени действия лекарств, что создает основу поиска новых патогенетических терапевтических средств. Это один из немногих случаев для отечественной науки, когда она может реально конкурировать с мощными зарубежными коммерческими структурами, работающими в этой области», — утверждает академик Арчаков.

В ИБМХ уже создана синтетическая вакцина против вируса гепатита С, выявлены наиболее перспективные белки-мишени для создания лекарств против туберкулеза и других заразных микробов. «Выключая» такие белки, можно остановить развитие болезни практически на любой стадии, даже на самой ранней.

Ваш портрет — ДНК

«Скажи мне, как выглядит твоя ДНК, и я скажу, кто ты». Веб-дизайнер Эдриан Саламанович и генетик Назим Ахмед, открывшие в Оттаве предприятие DNA 11, не пытаются помочь судмедэкспертам. Они просто портретируют своих клиентов с помощью их ДНК. Эдакая комбинация науки и искусства.

Желающий получить «портрет» просто делает заказ и высылает немного своей слюны в пузырьке. А в лаборатории из образца производят определение ДНК клиента, придают ему цифровую форму, увеличивают, добавляют различные цвета и наносят на холст, покрывая лаком. Конечный результат выглядит как цветной штрихкод. Стоит это удовольствие $800— 1,5 тыс.

Создается впечатление, что в XXI веке наши гены заменят книги. Их прочтением займутся генетики, фармацевты, врачи, криминалисты, художники и еще добрый десяток специалистов-профессионалов. Пророческими теперь кажутся слова генетика из Массачусетского технологического института Эрика Ландера, который отреагировал на расшифровку генома человека так: «Не знаю, осознали ли люди, что мы нашли величайшую книгу в истории человечества. Теперь нам предстоит читать по одному рассказу за вечер».