|
"Magyarországon egy új tudomány született" - mondta Dr.
Pellionisz András Kaliforniában élő magyar biofizikus az [origo]-nak
az Immungenomikai és Immunomikai Világkongresszuson 2006. október
12-én. "Ez az új tudomány a posztgenetika, amely a genetika
posztmodern korszakát jelenti. Bevezetésének ötlete tavalyi
látogatásomkor merült fel, és Falus András professzorral azóta
dolgoztunk a mai bejelentés előkészítésén." A nagy
sikerű kongresszuson 46 ország több mint félezer kutatója vesz
részt, köztük több hazai, illetve külföldön dolgozó magyar szakember
is. A kongresszus szatellit-rendezvényeként elsőként tartottak
nemzetközi konferenciát az úgynevezett "hulladék" DNS-ről, amelyen
bejelentették a Nemzetközi Posztgenetikai Társaság (International
PostGenetics Society) megalakulását. Az új távlatokat nyitó
kutatások egyik központja Budapest, ahol Dr. Falus András, a
Semmelweis Egyetem Genetikai-, Sejt- és Immunbiológiai Intézetének
igazgatója lesz a társaság szakfolyóiratának európai
szerkesztője.
Kulcspontok
Modern genetikáról 1905 óta, azaz körülbelül egy évszázada
beszélhetünk. William Bateson ebben az évben írta azt a
levelet Adam Sedgwicknek, amelyben a genetika szót javasolja a
Mendel korábbi kísérleteit újrafelfedező és újraértelmező új
tudománynak. Megkezdődött a gének korszerű vizsgálata.
1953-ban megszületett a molekuláris genetika is: James Watson és
Francis Crick 1953. április 25-én publikálta elképzeléseit az élet
egyik legfontosabb molekulája, a géneket hordozó
dezoxi-ribonukleinsav, azaz a DNS szerkezetéről. Számos más kutató -
de főként Maurice Wilkins és Rosalind Franklin - fáradságos munkával
összegyűjtött eredményeit felhasználva fél évszázada jutottak el a
híres kettős spirál gondolatáig. Ezzel új korszak nyílt a
biológiában, az orvostudományban, az evolúciós vizsgálatokban, a
mezőgazdaságban, de például a bűnüldözésben is (DNS-ujjlenyomatok).
Megkezdődött a gének molekuláris biológiai vizsgálata.
Fél évszázad múlva újabb hatalmas áttörés következett. Néhány más
faj után 2001-ben az ember esetében is elvégezték a genetikai
állomány első teljes felmérését, azaz a genomot alkotó molekulák
(úgynevezett nukleotidok) sorrendjének (szekvenciájának) leírását.
"Természetesen" a mintegy 3,2 milliárd, összesen négyféle
nukleotidból álló adathalmazban a géneket keresték először, és az
eredmények máris hatalmas meglepetést hoztak. Kiderült, hogy a várt
140 ezernél jóval kevesebb, legfeljebb 24-25 ezer génünk van
(ráadásul ez nem sokkal több a fonálféreg vagy az ecetmuslica
génszámánál). Még drámaibb volt az a felismerés, hogy a gének
százalékos mennyisége az egész adathalmaznak mindössze 1,3%-a.
A genomika születése: még mindig csak a
gének
Ezzel együtt azonban óriási lépés volt a genom lineáris
"leolvasása", mert erre alapozva születhetett meg a legmodernebb
informatikai módszerekkel támogatott genomika, amely új alapokra
helyezte az egész biológiát. A genomikai módszerekkel ugyanis
egyidőben tudják vizsgálni számos (vagy akár az összes) gén
működését egy adott sejtben, meg tudják nézni a gének összes
változatát, illetve összes kifejeződési (expressziós) mintázatát.
Ebből pedig összehasonlító elemzéseket végezhetnek például egy
egészséges és egy beteg sejt között (kicsit hasonló a helyzet a
Füles újság Mi a különbség a két kép között? c. feladványaihoz), és
"kihalászhatják" azokat a géneket, amelyek terápiás célpontokat
jelenthetnek. Folytatódott tehát a százéves tendencia: bár a
teljes genom-információ a kezünkben volt, még mindig csak a gének,
azaz a fehérjéket kódoló szakaszok álltak a legtöbb kutatás
középpontjában. Ez nem meglepő, hiszen ezek a genom
"leglátványosabb", legjobban kifejeződő elemei. A genom legnagyobb
része azonban még mindig szűz területként feküdt a kutatók előtt, s
mivel szinte semmit sem tudtak róla, megmaradtak a korábbról
származó "hulladék" DNS (angolul junk DNA) kifejezésnél.
Az első eredmények a "hulladék" DNS-ről
Korábbi eredmények alapján Malcolm J. Simons új-zélandi születésű
ausztrál immunológus-kutatóorvos - akit egyébként a Nemzetközi
Posztgenetikai Társaság tiszteletbeli elnökévé választottak -
vetette fel elsőként 1987-ben, hogy a géneken kívüli szekvencia sem
"hulladék", sőt igen fontos szerepe van. Ez egyébként abból is
nyilvánvaló, hogy a sejtek nem másolgatnák nagy anyag- és
energiaráfordítással már évmilliárdok óta (még a baktériumokban is
van belőle).
Az első elképzelések egyfajta mechanikai szerepről (a gének
közötti távolságok biztosítása), illetve "evolúciós tartalék
szekvenciákról" szóltak. Az utóbbi években olyan részleteket
találtak benne, amelyek egymástól távol álló fajok között is igen
hasonlóak (konzervatív szekvenciák), amiből arra következtettek,
hogy az embrionális fejlődés szabályozásában van fontos szerepe.
Megkezdődött a géneken kívüli tartományok elmélyültebb
vizsgálata.
A nagy áttörés
Az utóbbi években eddig teljesen ismeretlen utakat találtak a
génműködés szabályozására, amelyeket rövid RNS-molekulák végeznek
(lásd például RNS-interferencia, 2006-os orvosi-élettani Nobel-díj).
Nyilvánvalóvá vált, hogy ezek az RNS-ek a "hulladék" DNS-ben vannak
kódolva. Senki nem tudta azonban, hogy milyen súlya van ennek a
szabályozásnak a genom kifejeződésében.
A nagy áttörést - mint oly sok esetben - a matematika hozta meg.
Pellionisz és mások fraktálgeometriai módszerekkel elemezték a genom
szekvenciáját, és túlzás nélkül állítható, hogy fantasztikus
dolgokra derült fény. Az eddig csak lineárisan, egy könyv
olvasásához hasonlóan vizsgált adathalmazban olyan geometriai
mintázatokat fedeztek fel, amelyek a DNS-ben kódolt információ egy
eddig ismeretlen, új rétegét tárják elénk. A "hulladék" DNS-ben a
lineáris elemzések során rejtve maradt ismétlődő szekvenciák
bukkantak elő, és eddig mintegy 24-25 millió olyan szakaszt
azonosítottak, amelyek alapvető szerepet játszhatnak a gének
kifejeződésének szabályozásában - mondja Falus András. Egy teljesen
új világ tárult fel előttünk. Ilyen érzése lehetett a
csillagászoknak, amikor kiderült, hogy a Tejútrendszer nem egyenlő a
Világegyetemmel.
Mára egyértelművé vált, amit józan paraszti ésszel is sejteni
lehetett: a genom nem egyenlő a génekkel. Az elmúlt száz évben a
genom vizsgálata egy szűk, látványos tartományra, a génekre
koncentrálódott. Most, hogy felismertük a kirakósjáték nagyobb
részének óriási jelentőségét, ideje, hogy összerakjuk végre a képet.
Ebben pedig nekünk magyaroknak juthat az egyik főszerep: mint a
bevezetőben említettük, 2006. október 12-én Budapesten, a világ első
"hulladék" DNS konferenciáján jelentették be, hogy új tudomány
született: a posztgenetika, a géneken túli tartományok vizsgálata. A
következőkben bemutatjuk Önnek az eddigi eredményeket,
megszólaltatunk kutatókat, és arról is olvashat, hogy a "hulladék"
DNS kutatásának máris komoly gyakorlati jelentősége
van. |