Merayakan Proyek Genom Manusia: Apa Selanjutnya untuk Pengurutan Genom? – Warungku Terkini

Ilmuwan Asia (14 April 2023)-Tepat dua dekade lalu, tim ilmuwan internasional membuat sejarah ketika mereka menghasilkan urutan lengkap lebih dari 90 persen genom manusia. Proyek Genom Manusia (HGP) diluncurkan pada tahun 1990; Ini dirancang untuk mendorong batas-batas teknologi pengurutan genom dan memberi para peneliti ‘peta’ ke blok bangunan ras manusia.

Pekerjaan untuk mengurutkan seluruh genom manusia melibatkan 20 universitas dan pusat penelitian dari enam negara berbeda—kelompok tersebut dikenal sebagai Konsorsium Pengurutan Genom Manusia Internasional.

“Intinya, HGP adalah tentang membuat katalog komponen genom. Sebagian besar dari kami tidak memahaminya saat itu, tetapi ada daftarnya,” kata salah satu peserta, Dr. Radoje Drmanac, sekarang Chief Scientific Officer dan salah satu pendiri perusahaan ilmu hayati global MGI. Genetika “Ini mendorong panggilan penting ini untuk mengurutkan lebih banyak genom. Sekarang kita memiliki referensi, itu membuat teks yang lebih pendek lebih bermanfaat. Ini memungkinkan pengurutan exome dan panel dengan probe penangkap dan primer berdasarkan urutan genom. Biologi telah terbukti memasuki proyek-proyek besar seperti membawa manusia ke bulan.”

dr. Drmanac terlibat dalam proyek ini sejak awal, menerima hibah dari Departemen Energi AS di Serbia pada tahun 1987 dan pindah dari Serbia ke AS pada tahun 1991. Dia ditugaskan untuk mengembangkan sekuensing DNA lebih lanjut dengan hibridisasi, yang akan memungkinkan sekuensing throughput tinggi yang lebih efisien. dr. Drmanac berbagi dengan warungku Magazine bagaimana dia melihat industri dan teknologinya berkembang selama 20 tahun terakhir sejak proyek berakhir.

>
Urutkan berdasarkan ukuran.

Ketika genom manusia pertama kali diurutkan, seluruh proses menelan biaya sekitar $2,7 miliar. Meski sukses bukan tanpa hambatan. Selalu ada sesuatu untuk dilakukan. Tujuan teknolog genetika pada saat itu adalah mengupayakan metode pengurutan yang lebih efisien yang akan menurunkan biaya dan membuat teknologi dapat diakses oleh sistem perawatan kesehatan dan peneliti di seluruh dunia.

Sambil meningkatkan teknik pengurutan untuk HGP, Dr. Drmanac mengusulkan massively parallel sequencing (MPS) atau next-generation sequencing (NGS), yang menggunakan microarray DNA yang disiapkan oleh emulsion polymerase chain reaction (PCR). manik manik mikro

Pada tahun 2005, dr. Drmanac dan timnya di Complete Genomics telah mengembangkan susunan bola nano DNA yang padat dan terisi penuh yang memberikan efisiensi tertinggi dan MPS terbesar. Dipatenkan sebagai DNBSEQ™, Teknologi ini sudah digunakan di semua instrumen pengurutan MGI saat ini. Pada tahun 2010, Complete Genomics menjadi yang pertama mendapatkan seluruh genom dengan biaya hanya US$5.000 menggunakan DNBSEQ™ sebagai pencapaian utama. Pencapaian ini rutin; Ini memberi isyarat kepada industri bahwa pengurutan genom yang terjangkau dan akurat dimungkinkan.

“Array pengurutan DNBSEQ™ menghasilkan kerapatan sinyal yang lebih tinggi daripada susunan DNA konvensional tanpa kesalahan klon atau lompatan indeks,” kata Dr. Drmanac menjelaskan. “Keuntungannya meliputi akurasi, duplikat yang lebih sedikit, dan kesalahan pelabelan yang berkurang.”

>
Menuju kesehatan masyarakat yang didukung oleh gen

Setelah menjadi bagian dari Complete Genomics MGI, Dr. Drmanac terus memimpin tim untuk lebih meningkatkan kemampuan DNBSEQ™. secara khusus, Dia mengembangkan kimia pengurutan CoolMPS pada tahun 2016. Teknologinya adalah kimia unik yang menghindari ‘bekas luka’ DNA, menggabungkan empat nukleotida tak berlabel dalam proses pengurutannya untuk mengenali basa yang dimasukkan. metode pengurutan. dengan menambahkan basa yang tidak berlabel di setiap siklus pengurutan; Teknologi ini memungkinkan pembacaan genom yang lebih akurat dan menurunkan biaya pengurutan.

Dengan menggabungkan chemistry terbaru di gudang senjata MGI, DNBSEQ-T20x2RS*, MGI membanggakan pencapaian baru—dapat menghasilkan hingga 50.000 genom dengan harga kurang dari US$100 per genom per tahun. Melihat ke depan, dr. Drmanac terus membuat pengurutan lebih terjangkau dan mudah diakses.

“Untuk menghormati ulang tahun ketujuh MGI tahun ini, saya berharap genom pertama akan diurutkan di MGI seharga US$10 dengan mengaktifkan DNBSEQ™,” katanya. “Tren penurunan harga menunjukkan bahwa pengurutan genom rutin mungkin untuk semua orang dan ada nilai besar dalam pengujian genom individu.”

Karena biaya terus menurun, kemungkinan sistem kesehatan masyarakat memanfaatkan teknologi meningkat. Saat negara-negara bergerak menuju pengobatan presisi yang maju, pemerintah mendanai program berbasis populasi yang mempertimbangkan keragaman DNA unik dari setiap komunitas. Saat ini, MGI Thailand Berpartisipasi dalam proyek genom nasional di Indonesia dan Brasil—memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang komunitas lokal.

Proyek seperti ini mencakup pemantauan kesehatan molekuler untuk pencegahan penyakit; Selain diagnosa yang dipersonalisasi, kanker; penyakit menular; penyakit langka dan tidak terdiagnosis; Landasan untuk pemilihan obat dan pengobatan penyakit tidak menular dan penyakit farmakogenetik.

“Dari melihat penerapan sekuens genom pertama, hingga menemukan mutasi penyebab penyakit pada genom individual, yang kami integrasikan di MGI dan Complete Genomics, saya tidak ragu bahwa sekuensing genom akan menghasilkan keajaiban saat kita menerapkannya pada setiap aspek kehidupan kita. ,” berbagi Dr. Drmanac.

* Kecuali diberitahukan lain. Reagen dan sequencer kombinasi StandardMPS dan CoolMPS untuk digunakan dengan reagen tersebut diproduksi di Jerman; Spanyol Inggris Swedia Italia Republik Ceko, Tidak tersedia di Swiss dan Hong Kong (CoolMPS tersedia di Hong Kong).
Hanya untuk penelitian. Tidak untuk digunakan dalam prosedur diagnostik.

———

Penafian: Artikel ini tidak mencerminkan pandangan warungku atau stafnya.