thinklist

Најистраживанији људски гени

Софтверски инжењер Питер Керпедијев саставио је листу гена који су највише пута изучавани. Који се гени на њој налазе, а који би у будућности могли да заузму њихово место

Фото: publicdomainpictures

 

Текст: Ивана Николић

Све је почело када се један софтверски инжењер – који је решио да се „прешалтује“ на генетику – запитао о којим генима би ваљало да има некакво знање како не би испао смешан у друштву високо образованих људи. Његов списак од 20 најистраживанијих гена привукао је пажњу научне јавности, те су неки решили да засучу рукаве и да му се придруже.

Питер Керпедијев је рођен у Бугарској, студирао је компјутерске науке и биологију на престижном канадском универзитету у Британској Колумбији. Неко време радио је у струци, потом је 2010. године уписао мастер студије из области биоинформатике на Универзитету у Копенхагену, а 2012. докторске студије на Универзитету у Бечу (Предвиђање структуре РНК). Тренутно је на постдокторским студијама на Медицинској школи Харварда.

Ако вам његово име звучи познато, а није из горе наведених разлога, онда је то можда због његове „Мапе спорости“, објављене 2015. године, на којој се налази и, како сам аутор каже, „релативно добро повезан Београд“. Сама мапа обухвата 28 европских градова и показује колико времена треба човеку да, коришћењем железнице, стигне из неког од тих 28 градова до било ког другог места у Европи. Керпедијев је, иначе, велики љубитељ мапа свих врста, па је тако и његов званични CV написан управо коришћењем мапе.

Оно што му је помогло да дође до најистраживанијих гена је Америчка национална медицинска библиотека, која годинама означава сваку студију у својој популарној PubMed бази података, која садржи информације о улогама гена. Керпедијев је, користећи ову базу, издвојио сваки од тих означених докумената који описује структуру, функцију и локацију гена или протеина који кодира. 

1. 

Керпедијевљева анализа је показала да је неприкосновени број један ген под називом TP53. Када је он први пут радио ово истраживање, пре око три године, дошао је до податка да су научници испитивали овај ген или протеин који он лучи, p53, у око 6.600 студија. Данас је тај број прешао 8500, а статистика даље каже да се у просеку објаве две студије дневно које дају нове детаље о овом гену. Реч је, наиме, о гену који је такозвани тумор супресор, познатији и као „чувар генома“. Он је мутиран код отприлике половине свих карцинома човека. 

И док је TP53 вероватно најпознатији ген, остали до којих је дошао Керпедијев нису толико звучни. Он је, заједно са престижним часописом Nature, у коме је текст и објављен, анализирао десет најистраживанијих гена свих времена. Они су описани у више од 40.000 студија, показује њихово истраживање. Од тога се TP53 спомиње чак 8.479 пута. 

2. 

TNF (5314 пута) – са овог гена се преписује информација за протеин под називом фактор некрозе тумора, који је име добио 1975. године јер се тада веровало да он има моћ да убија ћелије тумора. Ипак, касније је установљено да убијање ћелија рака није главна функција овог протеина, а чак су нека истраживања показала и да његова примена у борби против канцера има токсично дејство на људе. Током осамдесетих установљено је да је овај ген посредник упала, па је тада пажња усмерена на тестирање антитела који би то блокирали. Данас су анти-TNF терапије основ лечења упала као што је реуматоидни артритис. 

3. 

EGFR (4583 пута) – овај ген кодира протеин који се зове рецептор епидермалног фактора раста, који се протеже ћелијском мембраном тако да један крај протеина остаје унутар ћелије, а други део се пројектује са спољашње површине ћелије. Мутације овог гена имају велике везе са карциномом плућа.

4. 

VEGFA (4059 пута) – васкуларни ендотелни фактор раста, који утиче на раст крвних судова.

5. 

APOE (3977 пута) – аполипопротеин има веома важну улогу у регулисању холестерола и липопротеина. Овај ген се једно време налазио на првом месту на листи најпроучаванијих. Најпре је, негде средином седамдесетих, описан као транспортер који помаже у чишћењу холестерола из крви, који може да помогне и у превенцији срчаних обољења. Крајем осамдесетих година прошлог века установљено је да је присуство једне посебне врсте овог гена – APOE4 – повезано са ризиком од оболевања од Алцхајмерове болести, па су се многа истраживања фокусирала на то да виде како и да ли овај протеин може да се користи у борби против болести заборављања. 

6. 

IL6 (3930 пута) – овај ген има неколико важних улога када је реч о имунитету.

7. 

TGFB1 (3715 пута) – протеин који овај ген кодира контролише диференцијацију и умножавање (пролиферацију) ћелија.

8. 

MTHFR (3256 пута) – помаже у прерађивању амино-киселина.

9. 

ESR1 (2864 пута) – протеин који кодира овај ген је фокус приликом истраживања о раку дојке, јајника и ендометријума.

10.

AKT1 (2791 пут) – кодира протеин који фосфорилише друге протеине како би их активирао.

Америчка, национална медицинска библиотека, Фото: Wikimedia

 

Трендови у проучавању гена

Осим што је занимљиво видети који су то делићи људског наслеђа који су највише изучавани, свакако је интересантно и то да се фокус научника и истраживача мењао из деценије у деценију. Наиме, различити гени су окупирали њихову пажњу у различито време, па је тако, на пример, крајем седамдесетих и почетком осамдесетих у центру њиховог интересовања био хемогоблин (чак више од 10 одсто свих студија из области људске генетике је пре 1985. године било о хемоглобину). Трендови у истраживању заправо прате нова сазнања у области генетских болести, открића нових инфективних болести итд.

Након хемоглобина, у центру пажње – или у моди – био је ген CD4, и то због његове улоге код инфективних болести. Од 1987. па све до 1996. ово је био најзаступљенији ген у биомедицинској литератури. Откривено је да HIV користи рецепторе овог гена како би ушао у ћелију, па је тако крајем осамдесетих неколико компанија покушавало да дође до терапеутских дејства протеина CD4, у намери да убију честице HIV-а пре но што оне заразе здраву ћелију. Међутим, њихови покушају нису уродили плодом. 

Осим код HIV-а, популарност овог гена се пред крај прошлог века везивaла и за имунологију. Тако су 1986. године научници установили да ћелије које експримирају овај ген могу да се поделе на две различите популације: ону која елиминише бактерије и вирусе који могу да заразе ћелију, и ону која штити од паразита који узрокују болести без инвазије на саму ћелију. 

Касније је откривено да, осим рецептора гена CD4, HIV користи још један рецептор да уђе у здраве ћелије – рецептор гена CCR5. Ова два и још један, протеин CHCR4, још су у фокусу интензивног и глобалног истраживања о HIV-у. Циљ је, наравно, онемогућити вирусу да уђе у ћелију, али он још није остварен. 

Након CD4, ген који је доминирао истраживањима током деведесетих година (и три пуне године био најнавођенији ген у медицинској литератури) био је GRB2, који је, између осталог, задужен за комуникацију међу ћелијама. Разлог његове тадашње доминације била је његова вишеструка улога у регулацији различитих процеса у ћелијама. Све је почело када је 1992. године биохемичар са Универзитета Јејл у САД Џозеф Шлезингер показао да протеин који енкодира ген GRB2 садржи и протеине који су укључени у раст и опстанак ћелије.

Ово, али и рад других научника, отворили су поље истраживања о такозваној трансдукцији или преносу сигнала (механизам којим се конвертују механички/хемијски ћелијски стимулуси у специфични ћелијски одговор; пренос сигнала започиње са рецепторским сигналом, и завршава се са променом ћелијске функције). 

Ипак, GRB2 је – могао би неко да каже – тринаесто прасе на листи најпроучаванијих гена: он није ни директан узрок неке болести нити је циљ неког лека.

Ћелија H9 T инфицирана ХИВ-ом, фото: NIAID, Flickr

 

Који би гени могли да се нађу на новим листама?

Томас Штегер, системски биолог са Универзитета Нортвестерн у Еванстону, САД, каже да се значај гена доводи у везу са његовим особинама – нивоима на којима се изражава, карактерситикама његове структуре и слично. Он тврди да може да предвиди који ће тачно гени привући највише пажње истраживача, и то једноставним прикључивањем таквих атрибута у алгоритам. Штегер каже да све ово има много везе са могућношћу откривања – гени који су популарни и данас откривени су захваљујући алатима који су у то време истраживачима били на располагању. Према његовим речима неке ствари је лакше проучавати од других и то је проблем, јер велики број гена остаје некатегоризован и неистражен, остављајући велике празнине у разумевању људског здравља и болести.

Штегер је такође пратио и како се и проучавање општих карактеристика популарних гена променило током времена. Тако је открио да су, на пример, осамдесетих година научници били највише фокусирани на оне гене чији су се протеински производи излучивали ван ћелија. То је највероватније зато што је ове протеине било најлакше изоловати и проучавати. Тек је релативно скоро пажња истраживача усмерена на гене чији се продукти налазе унутар самих ћелија.

Хелен Ен Кури, историчарка науке са Универзитета у Кембриџу у Великој Британији, сматра да велику улогу у истраживању и откривању гена имају „испреплетени технички, друштвени и економски фактори“. А који ће гени „украсти место“ генима са актуелене листе од десет најпроучаванијих јединица наслеђа свих времена? То ћемо тек видети, и на ту нову (ако уопште буде потпуно нова листе) утицаће разни фактори – између осталог, друштвени притисак, медицинске потребе, биологија, бизнис прилике, тврде експерти.

 

 

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs