人類ゲノムの解読：世紀のレース

要約

本記事では、私たちの体のすべての細胞を構成する遺伝子の指示を示す人類ゲノムの解読レースについて探求します。20の国際研究センターのコンソーシアムである人類ゲノム計画は、公的資金30億ドルで15年間にわたって人類ゲノム全体をシーケンス化することを目指しました。しかし、セラ社という民間企業は、同じ目標を3年で達成し、コストも大幅に削減できると発表しました。2つのチームは合同ベンチャーについて話し合いましたが、遺伝子の所有権に関する法律上の倫理的問題が発生し、すぐに話し合いは崩壊しました。レースは始まり、両チームは同じ技術を使って人類ゲノム全体をシーケンスしましたが、戦略の違いがすべての違いを生み出しました。

人類ゲノム計画のアプローチ

人類ゲノム計画のアプローチは、ゲノムを150,000塩基対ずつ重なり合うように小さな、より管理しやすいチャンクに分割することでした。それぞれのDNAのフラグメントは、バクテリア人工染色体に挿入され、クローン化され、フィンガープリントが取られました。フィンガープリントは、実際のシーケンスを知らずに、フラグメントが重なり合っている場所を科学者に示しました。重なり合う部分をガイドとして、研究者は各フラグメントのゲノム内での位置をマップし、連続したマップを作成するために約6年かかりました。クローン化されたフラグメントは、プロジェクトの2つの主要な原則のいずれかに従って世界中の研究室でシーケンスされました。その場合、フラグメントは任意に1,000塩基対ずつ重なる小さな部分に分割されました。そして、Sanger法と呼ばれる技術を使用して、1文字ずつシーケンスされました。その厳格なマップベースのアプローチ、階層的ショットガンシーケンシングと呼ばれるものは、人間のゲノムのように多数の繰り返し部分を持つゲノムをシーケンスする際の大きな危険の軽減に役立ちました。

セラ社の戦略

セラ社の戦略である全ゲノムショットガンシーケンシングは、マッピングフェーズを完全にスキップすることにかかっていました。これは、一部の人にとってはより速いアプローチですが、無謀なアプローチだと考える人もいます。全ゲノムは直接小さな重なり合うビットの巨大な集積物に切り刻まれました。これらのビットがSanger法でシーケンスされた後、セラ社は重なり合う部分だけを使ってゲノムを再構築するという大きなリスクをとりました。しかし、おそらく彼らの決定は、人類ゲノムコンソーシアムの新鮮な完成したマップがオンラインで無料で利用できたため、そんなに博打ではなかったのかもしれません。人類ゲノムコンソーシアムは、プロジェクトの第2の主要原則に従い、プロジェクトのすべてのデータが収集されてから24時間以内に公開されることを宣言しました。

ゴールまでのレース

2000年に、両グループは同時に人類ゲノムの90％以上の作業用ドラフトを公表し、コンソーシアムのスケジュールよりも数年早くゴールに到達しました。レースは引き分けに終わりました。人類ゲノム計画がデータを即座に共有するというのは異例のことでした。科学者がデータを分析し、自分たちの結論を出すまでデータを厳密に守るのが一般的です。代わりに、人類ゲノム計画は研究のペースを加速し、前例のないスケールの国際的なコラボレーションを作り出しました。

人類ゲノムの解読の影響

人類ゲノムの解読レース以降、公共および民間セクターの堅実な投資により、多くの疾患関連遺伝子の同定やシーケンシング技術の驚異的な進歩が実現しました。今日、人のゲノムを数日でシーケンスすることができます。ただし、ゲノムを読み取ることは最初のステップにすぎません。私たちのほとんどの遺伝子が何をしているのか、どのように制御されているのかを理解するにはまだ長い道のりが残っています。これらは、次世代の野心的な研究イニシアチブの課題の一部です。