10 kérdés George Church genetikushoz

10 kérdés George Church genetikushoz

George Church egy 2010-es TEDMED rendezvényen. Köszönetnyilvánítás: Jerod Harris és Sandy Huffaker

A biológiát a mérnökök szemszögéből szemlélve George Church, a harvardi genetikai professzor úttörő szerepet töltött be a DNS szekvenálásának és szintetizálásának – vagy ahogy ő mondja: olvasásának és írásának – számos technológiájában, beleértve az úgynevezett „következő generációs” technikákat, amelyek felgyorsították a sebességet. növelte és csökkentette a szekvenálás költségeit. Munkája számos biotechnológiai céget váltott ki, és ő az igazgatója – és az első önkéntes adományozó – a Személyes genom projekt , amelynek célja 100 000 ember genomjának szekvenálása és nyilvánosságra hozatala annak érdekében, hogy jobban megértsük az emberi genetikát, biológiát és egészséget. Az egyház tennivalói között is szerepel? Hozzájárulás Obama elnökhöz BRAIN kezdeményezés és a gyapjas mamut elhozásának nem is olyan kis ügye vissza a kihalásból .

A Science Friday a genomokról és a magánéletről beszélgetett Church-lel, arról, hogy a kihalt fajok feltámasztása miért lehet áldás az ökoszisztémák számára, és arról, hogy milyen idő alatt élt túl a teljesen szintetikus étrenden.



Tudományos péntek: A Personal Genome Project rengeteg olyan genetikai adatot gyűjt össze, amelyek elemzést igényelnek. Hogyan felel meg a kihívásnak?
George Church: A mi csoportunk, és sokan, mint a miénk, sok teljes genomszekvenciát értelmeznek nap mint nap. A kutatás fő akadálya nem a számítási teljesítmény, hanem a megosztható genomikai és orvosi információk megszerzése. Jelenleg mindezek a silók vannak [a genomi szekvenálási arénában], és a silók száma növekszik, ezért minden silónak saját genomkészlettel kell rendelkeznie ahhoz, hogy értelmezni tudja. Ha nem osztják meg, akkor alacsony a statisztikai erő. Olyan megoldásra van szükségünk, amely lehetővé teszi a genetikai és tulajdonságadatok megosztását.

A Personal Genome Project pedig megkönnyíti a megosztást. Hogyan jött a nonprofit szervezet ötlete?
2005-ben a szokásos módon fejlesztettük a technológiát, saját dolgunkkal foglalkozva, és rájöttünk, hogy a technológia hónapok alatt gyorsan növekszik, a bakteriális genomszekvenálástól a nagyobb genomok felé. Ha embert akarunk csinálni, akkor engedélyt kell kérnünk. Megnéztem, és egy kicsit meglepődtem, hogy a status quo alatt a kutatók névtelenséget ígértek alanyaiknak. Úgy tűnt, hogy mind a genomszekvenciák, mind a tulajdonságok nagymértékben személyazonosításra alkalmasak voltak, és az adatok is könnyen kikerültek. Azt mondtam, vizsgáljunk meg egy alternatívát annak hamisítatlan ígéretére, hogy megakadályozhatjuk a genetikai információ újraazonosítását, és ehelyett toborozunk egy csoportot, amely pontosan érti, mibe kerül. Ez volt az első radikális gondolat a Personal Genome Projectben. A bioetikusoknak azért tetszik, mert őszinték vagyunk a kutatási alanyokkal, a kutatóknak pedig azért, mert megoszthatják az adatokat.

Valóban nagy adathalmazt szeretne minden egyes személyről, nem pedig egy nagyon sekély adatkészletet, amely csak néhány dolgot tartalmaz az egyes személyekről. Kellemes meglepetésünkre azt tapasztaltuk, hogy mindig több önkéntes volt a szükségesnél. Most a Personal Genome Project nemzetközivé vált. Azt hiszem, jó értelemben vírusos terjedésnek nevezhetjük.

A teljes genom szekvenálása felhasználható a személyre szabott gyógyászatban, amely magában foglalja a kezelések személyre szabását a genetikai felépítésük alapján. Míg a személyre szabott orvoslás ötlete már egy ideje létezik, sokan azt mondják, hogy még nem valósult meg teljesen. Hogyan reagál a kritikákra, hogy ennek már meg kellett volna történnie?
Vannak, akiknek nagyon merev elképzelései vannak arról, hogy mit várnak a jövőtől. Véleményem szerint ez már megtörtént. A személyre szabott orvoslás alapvetően molekuláris biológiát jelent, és ez már egy ideje megvan. Vannak ezek a farmakogenomikai ötletek [a genetikai információk felhasználásával a leghatékonyabb, legkevesebb mellékhatással járó gyógyszerek felírásához], mint „gyilkos alkalmazás”, és úgy gondolom, hogy a „gyilkos alkalmazás” valójában a hordozók tesztelése [vizsgálat, hogy valaki hordoz-e egy egy olyan betegség génje, amely átadható a gyermekére]. A hordozótesztelést 1991 óta végezzük, a Myriad [molekuláris diagnosztikai cég] immár híres szabadalmával [a mellrákra való hajlam génjeinek, a BRCA1-nek és a 2-nek] – de most több száz gént tesztelünk. Valójában nem ismerek olyan embert a bolygón, aki szaporodást tervezne, aki esetleg ne tudna hasznot húzni a mai hordozótesztekből. Nem kell újabb évtizedet várnunk a személyre szabott orvoslásra. Rendelkezésre állnak áruk és szolgáltatások – egyszerűen nem hirdetik őket megfelelően, ami jó, mert a szokásos kritika az, hogy tele van hírveréssel. Nos, ez az anti-hype, mert a személyre szabott, megelőző orvoslás [hordozóteszt formájában] valóban működik, de nem tud róla elég ember.

Munkája túlmutat az emberi genomokon – most tudományos tanácsadója vagy egy olyan kihalásellenes projektnek, amely az utasgalambok és a gyapjas mamutok feltámasztását tervezi. Hogyan keveredtél bele?
Tudtam az utasgalambról, de nem annyira megszállottan foglalkoztam vele, mint Ben Novak [a madár újraélesztésével foglalkozó kutatási tanácsadó], az egyik diák, aki egy nyarat töltött a laboromban. De amikor rátértünk a témára, hirtelen kattant. Már az ősi DNS-szekvenálás is széles körben elterjedt. A következő lépés az volt, hogy megnézzük, megértjük-e, mit mond nekünk az ősi DNS azáltal, hogy darabjait beillesztjük a meglévő genomokba. Ez egyesítette az én és mások érdeklődését az ősi DNS iránt a szintetikus biológiával.

Miért kell feltámasztani olyan fajokat, mint a gyapjas mamut és az utasgalamb?
Azt hiszem, itt a kulcsfajokról és az ökoszisztémákról van szó. Vannak, akik úgy gondolják, hogy csak az élőkre kell koncentrálnunk. De az egyik módja annak, hogy az élőkre összpontosítsunk, ha olyan kulcsfajokat biztosítunk, amelyek segítenek a még életben lévőknek a jobb túlélésben. [A zárókőfaj egy olyan organizmus, amely aránytalanul nagy szerepet játszik sajátos ökoszisztémájában.] A mamut és az utasgalambok valószínűleg a valaha létezett legkiválóbb kulcsfajok. A mamut minden bizonnyal a legnagyobb volt a tundrán. Az utasgalambok voltak a valaha volt legnagyobb madárraj – csaknem ötmilliárd madár. Megették a gesztenye, bükk és más fák magját. Amikor eltűntek, ez a hatalmas mennyiségű élelmiszer, amely a fákról a földre hullott, hatalmas populációrobbanást okozott a rágcsálókban. Ez okozta a kullancsok populációjának robbanását. Valószínű, de nem bizonyított, hogy ez okozta a Lyme-kór robbanását. A cél az embereket segítő ökoszisztémák megsegítése.

A félelmetes események célja is van, mint például Armstrong a Holdon állva – tudni, hogy környezeti erőfeszítéseink nincsenek kudarcra ítélve, amikor a fajok sorra elpusztulnak, és soha többé nem térnek vissza. Tudjuk, hogy ez olyasvalami, amit nyerhetünk. Akkor ez inkább a prioritások kérdésévé válik, mint a lehetetlenségé.

Van tudományos bálványod?
Felnőttként, Luther Burbank, nagyon szerettem. Megpróbáltam megismételni néhány gyerekkori kísérletét, az oltást és így tovább. Botanikus volt. Rengeteg gyümölcsfát tanulmányozott, például almát és körtét, és azt vizsgálta, hogyan lehet egyik fát a másikba oltani. Így kihasználhat egy olyan fát, amelynek gyökerei ellenállnak a fertőzéseknek, de akkor egy másik fának jó gyümölcse lesz. Lehet, hogy ezt elferdítem, mert gyerekkoromban bálványoztam Luther Burbankot leginkább – ez mind egy kilencéves, valószínűleg népszerű tudományos könyveket olvasó gyerek emléke. George Washington Carver, nem sokat tudtam róla, de tetszett az ötlet, hogy sokféleképpen fogja felhasználni a földimogyorót. Ahogy idősebb lettem, kezdtem megkedvelni Barbara McClintockot, Fred Sangert és Ed Lewist, akiknek nagyon-nagyon kicsi laborjaik voltak – amit természetesen nem utánoztam, de azt hittem, igazán lenyűgöző, hogy mennyi mindent tudnak csinálni. csak igazán a megfontoltságuk miatt.

Úgy tűnik, már korán vonzódtál a növényekhez. Miert van az?
Nem akartam bántani az állatokat a kísérletekkel, a növényeknél viszont nem bántam, hogy beoltsam az ágat. Csak azt hittem, hogy az volt a legnagyobb izgalom, amikor átültettem az ágat egyik helyről a másikra, és néhány hónappal később teljesen rendben volt, egy kis hegszövettel. Két üvegházam is volt tele orchideával. Anyám ügyvéd volt, és az egyik ügyfele nem tudott fizetni neki, ezért orchideában fizetett neki. Sokat tanultam az orchideákról.

Most vegán vagy. Hogyan kezdődött?
Egyik nyáron részt vettem egy kvantumfizikai tanulmányon az MIT-n, és volt egy kis szabadidőm, és csatlakoztam egy diétás tanulmányhoz. Nem csak vegán volt, hanem teljesen szintetikus is. Az volt a céljuk, hogy megfosszanak a leucintól, és megnézzék, mi történik. Természetesen általában nem jó dolog megfosztani egy olyan esszenciális aminosavtól, mint a leucin. Ha túlzásba viszi, agykárosodást okozhat. Tehát valószínűleg így volt, és talán sikeresebb is lettem volna, ha nem veszek részt ezen a diétás tanulmányon. De mindenesetre ihletet kaptam tőle, és sokat tanultam a táplálkozásról azon a nyáron.

A vegánságot kicsit nehéz fenntartani utazás közben, de tény, hogy az anyagcserémmel úgysem kell enni pár naponta többször. Néha az összes étkezést kihagyom egy nap. Egyszerűen elfelejtem, főleg, ha a családom nincs a közelben. Egy adott témára koncentrálok, amivel foglalkozom, és ha nincs semmi, ami megszakítana. Csak megyek tovább.

Hogyan állsz elő az ötleteiddel?
Van egy szokatlan laboratórium [A Harvardon] ez nagyon interdiszciplináris, egy csomó új dologgal, amin dolgozunk, amelyeken senki máshol a világon nem dolgozik. Könnyű új dolgokra gondolni, mert már egy csomó labdával zsonglőrködünk, és így érdekes módon ütköznek. Mivel problémákat oldunk meg, az emberek érdekes problémákkal fordulnak hozzánk, ahol rengeteg munkát végeztek – ők határozták meg, mi a fontos –, és csak azt kell kitalálni, hogy technológiailag valóban alacsonyan csüngő gyümölcs-e vagy sem.

Milyen gyakran száll fel egy ötlet?
Szerintem elég ritka, hogy soha nem mennek sehova. Ez csak idő kérdése. Néha megelőzik korukat. Vannak, akik azt mondják, hogy az idő előtt járni nagyon klassz, de valójában nem. Ez elkeserítő. Azt kell tudnod, mennyi ideig kell a polcon hagyni – hogy legyen felkészült elméd, ahol az ötlet készen áll a ugrásra, amint a kirakós hiányzó darabja megszületik.