1. TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS
1.6. A H UMÁN G ENOM P ROGRAM
1978-ban David Botstein és Ron Davis amerikai genetikusok elkezdtek kidolgozni egy olyan gén feltérképező módszert, amely a pozicionális klónozás nevet kapta, miután az eljárás lényege, hogy a „gének kromoszómákon elfoglalt fizikai helyén alapul.”98 Ezzel a módszerrel azonosították a Huntington-kórért felelős (1993-ban), valamint a cisztás fibrózisért felelős (1989-ben) géneket is. Utóbbi betegség génjének azonosításához egy kis csavarra volt szükség, miután az eredeti módszer bár hatásosnak bizonyult, azonban nagyon időigényesnek, ezért Francis Collins kitalálta, hogy nem kell a kromoszóma mentén egyesével végigmenni és kis szakaszokat klónozni, hanem lehet nagyobb fogásokat is találni és azokat a géneket beazonosítani (kromoszómaszökellés).
Kary Mullis biokémikus az 1980-as években a polimeráz láncreakciós eljárás (PCR) kifejlesztésével egy lépéssel közelebb került a Humán Genom Projekthez, ugyanis módszere kulcsszerepet kapott a későbbi projektben. Mullis elkészítette az emberi DNS másolatát egy kémcsőben, majd újabb és újabb másolatokat gyártott, amikből újabb és újabb másolatok keletkeztek.99 Ez a módszer azért előrelépés a korábbi eljárásokhoz képest, mert még baktériumsejt sem kell hozzá, tisztán „in vitro biokémiai technika.”100
1989 januárjában indult el a Humán Genom Program (a továbbiakban: HGP) azzal a céllal, hogy feltárja az emberi DNS teljes nukleotidsorrendjét. A HGP a Féreg Genom Projekttel és az Ecetmuslica Genom Projekttel halad párhuzamosan annak érdekében, hogy az utóbbi két
97 MUKHERJEE i.m. 314-315. o.
98 MUKHERJEE i.m. 328.o.
99 MUKHERJEE i.m. 343. o.
100 VENETIANER (2013)i.m. 24.o.
projektben szerzett tudást és tapasztalatot fel tudják használni az emberi gének szekvenálásakor. A Humán Genom Projekt James Watson vezetésével a Nemzeti Egészségügyi Hivatal és az Energiaügyi Minisztérium közreműködésével indult el az Amerikai Egyesült Államokban, amihez a kezdetekkor csatlakozott a brit Orvosi Kutatások Tanácsa, valamint a londoni Wellcome Trust és francia, japán, német, valamint kínai tudósok is.101 A munkához csatlakozott Craig Venter, aki a szekvenálási módszerek gyorsításán és egyszerűsítésén igyekezett, mely próbálkozása olyan sikeres lett, hogy saját céget alapított (The Institute for Genome Research -TIGR). 1993-ban „már teljesen géneket és genomokat vizsgáltak,”102 miután a módszerével meg lehetett határozni a genom aktív területeinek szekvenciáit és ezeket be lehetett jelölni a genom térképén. Venter kiválva a HGP-ből a Haemophilus influenzae DNS-ét szekvenálta kollégájával Hamilton Smith-szel együtt 1993 és 1995 között. Ez idő alatt a HGP élére James Watson helyett Francis Collins került, aki a szekvenálási módszer tökéletesítésére törekedett. Venter sörétespuska módszerével szemben Collins a pontos, precíz szekvenálásra törekedett, hogy a bázissorrend teljes legyen. Azonban Venter megalapította a Celera nevű vállalatát, mely csak és kizárólag a humán genom feltárásával kezdett el foglalkozni, azzal a reménnyel, hogy 2001-re elkészül. Collinsszal folytatott beszélgetésében leszögezte, hogy nyilvánosan elérhetővé teszi az adatait abban az esetben, ha szabadalmi oltalmat szerezhet a legfontosabb génekre (közel háromszázra).103
Annak ellenére, hogy a tudományos élet milyen hasznot várt a Humán Genom Projekttől, akadtak ellenzői is a programnak, akik amiatt aggódtak, hogy a projekt megvalósulása esetén erősödni fog a társadalomban a genetikai determináltság képzete, valamint már akkor felvetették a genetikai információ birtoklásának a kérdését is, konkrétan azt, hogy ki fogja birtokolni a kinyert genetikai információkat, nem fog-e az illetéktelenek kezébe kerülni. Felmerült továbbá, a genetikai diszkriminációnak a veszélye mind a munkaerőpiacon, mind pedig az egészségbiztosítások terén.104 Ezeket a nézőpontokat a figyelembe véve a program első öt éves tervében szerepelt az Erkölcsi, jogi és társadalmi következmények (ELSI – Ethical, legal and social implications) alprogram, ami ezen problémákra is szeretett volna válaszokat és megoldásokat találni.105
101 MUKHERJEE i.m. 344. o.
102 MUKHERJEE i.m. 349.o.
103 MUKHERJEE i.m. 351-353.o.
104 VENETIANER (2013)i.m. 27.o.
105 VENETIANER (2013)i.m. 30.o.
1989 decemberére a Féreg Genom Projekt keretén belül befejeződött a C. elegans DNS-ének teljes szekvenálása, mely azért számított jelentős eredménynek a HGP vonatkozásában is, mert a C. elegans jobban hasonlít az emberre, mint a Haemophilius influenzae. Továbbá amiatt is, mert a kutatók rájöttek arra, hogy sok olyan gén van, amely nem kódol fehérjét. Ezen gének funkciójának a feltárására még a mai napig folynak kutatások. Arra azonban azóta rájöttek, hogy némely gének specifikusan csak bizonyos mikro-RNS-eket kódolnak, míg egyeseknek a feladataival is tisztában vannak a tudósok.106
1999-ben a Celera egy Miamiban tartott konferenciáján bejelentette, hogy végeztek az Ecetmuslica genomjának szekvenálásával mindössze tizenegy hónap alatt, majd azt is hozzátették, hogy az emberi DNS szekvenálása következik. Habár a sörétespuska-módszer miatt maradt néhány fontos hézag, de valóban meghatározták a genom jelentős részét.107 A Celera és HGP közötti versenyt Clinton elnök utasítására Ari Patrinos igyekezett helyre tenni, aki meghívta magához Ventert és Collinst annak érdekében, hogy ezt a jelentős felfedezést ne egymást lenyomva, hanem egymást segítve igyekezzenek véghez vinni.
2000. június 26-án 10 óra 19 perckor a Fehér Házban Clinton elnök, őt követően Tony Blair (műholdas közvetítésen keresztül), majd Francis Collins, végül pedig Craig Venter
„ismertette az emberi genom első vázlatát.”108 A 2000-es év telére értek végére a hatalmas projektnek mind a magántőkét használó Celeránál, mind pedig az állam által finanszírozott HGP-nél. A Humán Genom Projekt 2001. február 15-én a Nature folyóiratban jelentette meg a munkáját összefoglaló beszámolóját, míg a Celera másnap a Science című folyóiratban.109
Annak érdekében, hogy valóban teljes képet kapjanak az emberi genomról a kutatók, nem egy ember DNS-ét használták fel, hanem vegyesen nőktől, férfiaktól, fehérektől, ázsiaiaktól, afro-amerikaiaktól szereztek be mintákat a kutatáshoz, így az eredmény „az átlagos ember genomja, […] az emberi faj „vad típusa”. […] az ember platóni ideájának DNS-szekvenciája, amelynek minden egyes pontján az embernél leggyakrabban előforduló nukleotid szerepel.”110 2007-ben készült el az első egy emberhez tartozó teljes DNS szekvenálás, majd James Watson DNS-éé, őt követte egy ismeretlen kínai ember, egy nyugat-afrikai yoruba törzstag és egy rákban elhunyt amerikai fehér nő, illetve azóta elkészült egy több mint 4000 éve jégbe fagyott grönlandi ősember DNS szekvenálása is.111
106 MUKHERJEE i.m. 353. o.
107 MUKHERJEE i.m. 356-357.o.
108 MUKHERJEE i.m. 359. o.
109 MUKHERJEE i.m. 361-362.o.
110 VENETIANER (2013)i.m. 34-35.o.
111 VENETIANER (2013)i.m. 35.o.
„Saját genomunk olvasásának képessége önmagában filozófiai paradoxon. Megértheti-e Megértheti-egy intMegértheti-elligMegértheti-ens lény az önmagát fMegértheti-elépítő utasításokat?” - kérdMegértheti-eztMegértheti-e John Sulston112, az emberek megkapták az útmutatót saját magukhoz, azonban annak olvasása és megértése még a mai napig tart. A HGP ugyan 2004-ben befejeződött, de a teljes emberi gén feltérképezése nem sikerült, ugyanis közel háromszáz rövid szakasz szekvenálása technikailag lehetetlennek bizonyult. A kutatók úgy vélik, hogy ezek funkció nélküli részei a genomnak, így a 99,7 %-ban elkészült géntérképet valóban a teljes emberi genom felfedezésének tekinthetjük.113 William Haseltine114 szerint „amint megértjük, miként zajlik a szervezet helyreállítási folyamata a gének szintjén…képesek leszünk arra, hogy talán örökre fenntartsuk testünk normális működését.”115 Ez olyan szintű tudásra kell, hogy épüljön, melynek a magjai ugyan már elkezdtek csírázni az évtizedek folyamán - köszönhetően a tudósok hathatós munkájának -, azonban még várat magára az az időszak, amikorra már minden egyes génkapcsolatot fel tudnak tárni és az abból nyert tudást hasznosítani is tudják a genetikusok.
A Humán Genom Programot követően, annak folytatásaként elindult a HapMap (haplotípus-térképezés116 – Hapolotype Mapping), amelynek a célja az emberi genetikai sokszínűség és különbözőség felfedezése volt, melyhez különböző rasszból származó emberek génjét használták fel és arra voltak kíváncsiak, hogy ezek a szembetűnő vagy épp külsőleg is látszó különbözőségek milyen gyakorisággal fordulnak elő.117 Ezt követte 2003-ban az ENCODE program (DNS-elemek enciklopédiája – Encyclopedia of DNA elements), amelynek az volt a célja, hogy egy pontosan meghatározott rövid szakaszon beazonosítsa „az összes funkcionális elemet, állapítsa meg azok határait, a transzkripciót indító, leállító és szabályozó szakaszokat”118, majd ezt a vizsgálatot kiterjesztették a teljes genomra is.
2008-ban az 1000 Genom Program indult el, ami hasonló célokat tűzött ki, mint a HapMap, azonban a programban kétezer fő vesz részt (főleg szülőpár-ikerpár kombinációban), akiknél teljes DNS-szekvenálást végeznek. Az ő eredményük volt, hogy rájöttek arra, hogy egy újszülött 50-60 olyan mutáció hordozásával jön a világra, amelyet egyetlen egy szülőjétől sem tudott örökölni, mert azok nem találhatóak meg bennük.119
112 MUKHERJEE i.m. 333.o.
113 VENETIANER (2013)i.m. 34.o.
114 William Haseltine a Human Genome Science vezetője
115 FUKUYAMA i.m. 29.o.
116 Haplotípus: egy bizonyos hosszúságú DNS-szakaszon a különböző markerek olyan sora, amelyek együttesen öröklődnek. VENETIANER (2013)i.m. 37.o.
117 VENETIANER (2013)i.m. 37.o.
118 VENETIANER (2013)i.m. 37-38.o.
119 VENETIANER (2013)i.m. 38.o.