Giza Genoma Proiektua

Giza Genoma Proiektua (GGP) nazioarteko ikerketa proiektu zientifikoa izan zen, gizakion azido desoxirribonukleikoa (DNA) osatzen duten base pareen sekuentzia zehazteko eta ikuspuntu fisiko eta funtzional batetik proteinak kodetzen dituzten eta ez dituzten batez-besteko giza genoma baten gene guztiak identifikatu eta kartografiatzeko helburuarekin burutu zena. 2003an argitaratu zen giza genomaren sekuentzia[1].

Giza Genoma Proiektuaren logoa

Proiektua 1990ean sortu zen Ameriketako Estatu Batuetako (AEB) Energia Sailak (DOE]) eta Osasun Institutu Nazionalak ([NIH]) koordinatuta, hainbat herrialdetako zientzialariek osatutako ikerketa-talde publikoaren buru zen Francis Collins doktorearen zuzendaritzapean. 3000 milioi dolarrez hornitua izan zen, eta 15 urteko epea eman zitzaion.

Nazioarteko lankidetza zabalaren zein genomikaren eta teknologia konputazionalaren alorrean emandako aurrerapenei esker, genomaren hasierako zirriborro bat 2000. urtean amaitu zen (Bill Clinton presidente ohiak eta Tony Blair Erresuma Batuko lehen ministro ohiak batera iragarri zuten 2000ko ekainaren 26an). Azkenean, genoma osoa 2003ko apirilean aurkeztu zen[2], espero baino bi urte lehenago. Sekuentziazio gehienak Estatu Batuetako, Kanadako, Zeelanda Berriko, eta Erresuma Batuko unibertsitate eta ikerketa-zentroetan egin ziren.

Giza genomaren sekuentzia osoa ezagutzea oso garrantzitsua da ikerketa biomedikoko eta genetika klinikoko ikerkuntzei dagokienez, izan ere, gutxi aztertutako gaixotasunen, sendagai berrien eta diagnostiko fidagarriagoen eta azkarragoen ezagutza garatzea ahalbidetzen baitu. Dena den, organismo baten gene-sekuentzia osoaren aurkikuntzak ez du haren fenotipoaren ezagumendua ahalbidetzen[3]. Gainera, genomikaren zientziak jada eztabaidatzen hasiak diren arazo etiko eta sozialak mahai gainera ekarri ditu.

Banako bakoitzaren genoma bakarra da. Giza genoma zehazteko, pertsona kopuru txiki bat aukeratu eta sekuentziatu zen, gero informazio guztia bilduz kromosoma bakoitzarentzat sekuentzia oso bat lortzeko. Hori dela eta, amaitu eta argitaratutako giza genoma mosaiko bat da, ez du gizabanako bat ordezkatzen. Proiektuaren baliagarritasuna gizakion gehiengo zabalaren genoma gizaki guztietan ia berbera izatetik dator.

HistoriaAldatu

Giza Genoma Proiektua 1990ean hasitako eta publikoki finantzatutako proiektu luzea izan zen[4], 13 urtez iraun zuena, giza genoma eukromatiko osoaren DNA sekuentzia zehazteko helburuarekin. Bere lehen garaietan, Giza Genomaren Proiektuak askoren eszeptizismoarekin topo egin zuen, zientzialariak barne, proiektuaren kostu handiak balizko onurak gaindituko ote ez zituen beldur baitziren. Gaur egun, ordea, eztabaidaezina da Giza Genomaren proiektuaren arrakasta, medikuntzan aro berri bat irekitzeaz gain DNA sekuentziatzeko erabilitako teknologia motetan ere aurrerapen garrantzitsuak eragin baitzituen.

HasieraAldatu

 
Giza Genomaren lehen imprimakia Londreseko Wellcome Collection museoan.

Laurogeiko hamarkada baino lehen organismo batzuen gene solteen sekuentzia ezagutzen zen, baita unitate azpizelular batzuen genomak ere, hala nola birusak eta plasmidoak. Horrela, 1986an DOEk Giza Genoma Proiektua instituzionalki zehaztu zuen Santa Fen egindako kongresu batean. Proiektuak babes ekonomiko ona zuen, eta erradiazioek DNAn izan ditzaketen ondorioak aztertzeko erabiliko zen. Hurrengo urtean, Cold Spring Harbor laborategiko biologoen biltzarrean, NIHk proiektuan parte hartu nahi izan zuen, tamaina handiko proiektuen antolaketan aditua ez bazen ere, biologia alorrean esperientzia handiagoa zuen erakunde publiko bat zelako.

Ideiak sortu zuen eztabaida publikoak arduradun politikoen arreta erakarri zuen, ez bakarrik Giza Genoma Proiektua erronka teknozientifiko handia zelako, baizik eta sortuko ziren teknologia berriengatik, baita lortutako ezagutzak herrialdearen nagusitasun teknologikoa eta komertziala ziurtatuko zuelako ere. Ekimenari baimena eman aurretik, alde batetik, AEBtako Kongresuko Ebaluazio Teknologikoko Bulegoaren 1988ko aldeko txostena behar izan zen batetik, eta Ikerketa Kontseilu Nazionalarena bestetik. Urte horretan inauguratu zen HUGO (Ingelesetik, Human Genome Organization edo Giza Genomaren Erakundea) eta James D. Watson izendatu zuten proiektuko zuzendari. Francis Collinsek ordezkatuko zuen 1993ko apirilean eta horrekin batera, zentroaren izena NHGRI, (ingelesetik, National Human Genome Research Institute edo Giza Genomaren Ikerketen Institutu Nazionala) bihurtu zen.

Helburu nagusiakAldatu

1990ean eman zitzaion hasiera Giza Genoma Proiektuari. Lehen etapa batean, bereizmen handiko mapa genetiko eta fisikoak egitea zuen helburu nagusi, sekuentziazio-teknika berriak egokitzen ziren bitartean, genoma osoari heldu ahal izateko. Ikerketaren hasieratik, elkarri lotutako bi bide independente jarraitzea proposatu zen, biak ere funtsezkoak:

  • Sekuentziazioa: genomaren nukleotido guztien kokapena ikertu nahi zen (DNAn ohikoak diren lau base nitrogenatu posibleetako bakoitzaren posizioak zehaztuz).
  • Kartografia edo mapaketa genetikoa: geneak gizakiaren 23 kromosoma pareetako bakoitzean kokatzean zetzan.

Kalkulatu zen AEBetako Giza Genoma Proiektuak 3.000 milioi dolar beharko zituela eta 2005ean amaituko zela. 1993an funts publikoek 170 milioi dolar eman zituzten, eta industriak, berriz, 80 milioi inguru. Urteak igaro ahala, inbertsio pribatuak garrantzia hartu zuen eta finantzaketa publikoak aurreratzeko mehatxua ere egin zuen.

Gauzatze mailaAldatu

Proiektuak ez zuen giza zeluletan aurkitutako DNA guztia sekuentziatu, eskualde eukromatikoak baizik, giza genomaren %92,1 osatzen dutenak. Beste eskualdeak, heterokromatikoak deituak, zentromero eta telomeroetan aurkitzen dira, eta ez ziren proiektuaren baitan sartu.

Giza Genomaren Proiektua 2003ko apirilean jo zen osatutzat, aurretik, 2000ko ekainean lehen zirriborroa eskuragarri jarri bazen ere. Beranduago, 2009ko martxoan, Genome Reference Consortium enpresak giza genomaren bertsio zehatzago bat argitaratu zuen, baina oraindik 300 hutsune baino gehiago utzi zituen, 2015ean 160 hutsune geratu ziren bitartean.

2021ean, Telomere (T2T) Konsorzioak hutsune guztiak bete zituela zabaldu zen[5]. Horrela, giza genoma oso bat sortu zen, ia hutsunerik gabea, baina oraindik bost hutsune zituen erribosomen DNAn. Zaila izan denez gutxi gora-behera sekuentziaren %0,3aren kalitatea bermatzea, oraindik akatsak ditu, eta horiek finkatzen ari dira[6].

EmaitzakAldatu

 
Kate bikoitzeko DNA molekula

Proiektuak argitaratutako genomak ez du pertsona bakoitzaren genomaren sekuentzia adierazten. Emaile anonimo kopuru txiki baten mosaiko konbinatua da, afrikar, europar eta ekialdeko asiar arbasoena. Ondorengo proiektuek talde etniko ezberdinen genomak sekuentziatu badituzte ere, 2019an oraindik "erreferentziazko genoma" bakarra zegoen.

Proiektuaren zirriborroaren (2001) eta osatuaren (2004) sekuentziazioak argitara ekarritako giltzarriak honako hauek dira[7][8]:

  • Giza genomak, gutxi gorabehera, 3,1 milioi base pare ditu[9].
  • Proteina kodetzaile diren 22.300 gene inguru daude gizakietan, beste ugaztunetan beste.
  • Giza genomak aurretik susmatutako baino segmentu errepikakor gehiago ditu.
  • Sekuentziatutako geneek kodetutako proteinen familien %7 baino gutxiago ziren ornodunentzat espezifikoak.

Genomaren sekuentzia internetera sarbidea duen edozeinen eskura dauden datu-baseetan gordetzen da, eta hauek aztertzeko programa informatikoak garatuak izan dira. AEBtako Bioteknologiaren Informaziorako Zentro Nazionalak edo NCBIk (eta antzeko erakundeek Europan eta Japonian) GenBank izeneko datu-basean gordetzen du, gene eta proteina ezagun eta hipotetikoen sekuentziekin batera. Beste erakunde batzuk, hala nola Kaliforniako Unibertsitatearen [UCSC Genome Browser eta Ensembl, datu gehigarriak eta bilaketarako eta ikusteko tresna indartsuak eskaintzen dituzte.

Aplikazioak eta onurakAldatu

Genomaren datuen interpretazioari buruzko lana hasierako etapetan egon arren, askotariko alorretan ekarri ditu onurak eta ezagutza berriak, batez ere medikuntza molekularrean. Giza Genomaren sekuentziazioak ikertzaileei gaixotasun ugari ulertu eta haiei aurre egiteko tresnak eman dizkie, besteak beste birus espezifikoen aurkako tratamendu egokia aukeratzeko, minbizi forma ezberdinei lotutako mutazioak identifikatzeko zein sendagaiak diseinatu eta horien efektuen iragarpen zehatzagoa egiteko. Zientzia aplikatuetan ere aurrerapenak ekarri ditu; bioerregaien diseinuan eta beste energia-aplikazio batzuetan; nekazaritzan, abeltzaintzan, biodibertsitatearen azterketa eta kudeaketan, bioarkeologia, antropologia eta giza eboluzioan.

Gaixotasun hereditarioen oinarri molekularrak ezagutzea eta diagnostikatzeaAldatu

Giza Genoma Proiektuaren aurkikuntza bereziki harrigarri bat bi gizabanakoren arteko nukleotido sekuentzia ia berdina dela (%99,9) izan zen. Hala ere, gene bakar baten nukleo-aldaketa giza gaixotasun baten erantzule izan daiteke. Hori dela eta, giza genomaren sekuentziari buruz dugun ezagutzak asko lagundu digu giza gaixotasunen multzo batek dituen mekanismo molekularrak ulertzen. Gainera, hurbilketa zitogenetiko batek gaixotasunaren ulermena maila berri batera eramaten jarraituko du. Proiektuaren aplikazio zuzen eta garrantzitsuetako bat, beraz, gaixotasun genetiko askoren oinarri molekularra ezagutzea izan da, hauen diagnostikoan laguntzeko, jaio aurretik zein sintomak agertu aurretik . Besteak beste, Gaucher edo Huntington gaitz hereditarioak.

Terapia genikoa, terapia farmakologikoa eta medikuntza prediktiboaAldatu

Giza Genoma Proiektuaren ondorio zuzen bat diagnostikatzea ahalbidetu duen gaixotasunen aurkako terapiak garatzea izan da. Horretarako, terapia genikoa, terapia farmakologikoa eta medikuntza prediktiboaren erabiltzen dira.

Alderdi etikoak eta eztabaidaAldatu

Giza Genomaren proiektuaren hasieran hainbat kezka etiko, legal eta sozial piztu ziren genomaren ezagutza areagotuaren inguruan, bereizkeria eragin zezakeelako. Ordutik, zenbait autorek giza genoma ezagutzearen ondorio sozial potentzialei aurre egiteko beharra azpimarratu dute. Genomaren 20.000 eta 25.000 gene inguru identifikatzearekin batera, proiektuaren hasieran sortutako gai etiko, juridiko eta sozialak zuzentzeari ekin zioten.

Bai Estatu Batuetan, bai Europar Batasunean, ikerketa zientifikoaren ondorio etiko eta sozialak aztertzeko eta gatazkak ekiditen saiatzeko programak garatu dira. Estatu Batuetan ELSI] (Ethical, Legal and Social Implications Research Program) sortu zen, eta hortik kanpo Giza Genomari eta Giza Eskubideei buruzko Aldarrikapen Unibertsala, UNESCOk sustatua.

ErreferentziakAldatu

  1. (Ingelesez) Collins, Francis S.; Morgan, Michael; Patrinos, Aristides. (2003-04-11). «The Human Genome Project: Lessons from Large-Scale Biology» Science 300 (5617): 286–290. doi:10.1126/science.1084564. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2022-03-09).
  2. (Ingelesez) «Consorcio Internacional Completa el Proyecto Genoma Humano» Genome.gov (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  3. Asier, Fullaondo. (2010-05-01). «Genoma pertsonalen balioa edo baliorik eza» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  4. Zientzia, Elhuyar. (1993-08-01). «"Giza genoma" proiektua» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  5. (Ingelesez) Wrighton, Katharine. (2021-02-10). «Filling in the gaps telomere to telomere» Nature Research doi:10.1038/d42859-020-00117-1. (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  6. (Ingelesez) Reardon, Sara. (2021-06-04). «A complete human genome sequence is close: how scientists filled in the gaps» Nature 594 (7862): 158–159. doi:10.1038/d41586-021-01506-w. (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  7. Venter, J. Craig; Adams, Mark D.; Myers, Eugene W.; Li, Peter W.; Mural, Richard J.; Sutton, Granger G.; Smith, Hamilton O.; Yandell, Mark et al.. (2001-02-16). «The Sequence of the Human Genome» Science 291 (5507): 1304–1351. doi:10.1126/science.1058040. ISSN 0036-8075. (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  8. «Giza genomaren entziklopedia» Zientzia Kaiera 2016-02-23 (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).
  9. Piovesan, Allison; Pelleri, Maria Chiara; Antonaros, Francesca; Strippoli, Pierluigi; Caracausi, Maria; Vitale, Lorenza. (2019-02-27). «On the length, weight and GC content of the human genome» BMC Research Notes 12: 106. doi:10.1186/s13104-019-4137-z. ISSN 1756-0500. PMID 30813969. PMC 6391780. (Noiz kontsultatua: 2022-03-10).

Kanpo estekakAldatu