ヒトゲノムの最後の8％を解読することで、多くの疾患がどのように発症するのか、なぜリスクが高い人がいるのかが明らかになる可能性があります。
ヒトゲノムの完全解読は健康に何を意味するのか？
By Damian McNamara, MA
2022年4月7日 C 科学者たちがヒトゲノムの最後の断片をつなぎ合わせたことを祝う一方で、何十年もかけて作り上げた大きな成果であり、私たちの残りの人々は、このブレークスルーが私たち自身の健康と幸福に何を意味するのかを考え続けています。
専門家によれば、この新しい研究によって、癌、発達障害、不妊症、その他遺伝子の変化によって引き起こされる多くの病気の診断と治療が進歩することが期待されているとのことである。
"ハレルヤ。ついにヒトゲノムを1つ完成させたのだ。これは、ゲノム研究だけでなく、臨床医学にとっても変革の始まりだ」と、国立ヒトゲノム研究所主催のメディアブリーフィングで講演したエヴァン・アイクラー博士は語った。
カリフォルニア大学サンタクルーズ校のMigaラボのディレクターであるKaren Miga博士は、「これは基礎研究と臨床ゲノム研究に大きな影響を与えるでしょう」と述べています。
Miga氏は、このプロジェクトに数百人の研究者を集めたTelomere-to-Telomere（T2T）コンソーシアムのもうひとりの研究代表者である。テロメアとはDNA鎖の末端キャップであり、ヒトゲノム全体のマッピングは遺伝子を端から端まで並べることを意味するため、T2Tという名称は理にかなっている。
研究者たちは、人体の構成要素であるテロメアの新しい断片を明らかにしただけでなく、セントロメアのDNA断片も明らかにしました。セントロメアは、染色体の腕が中央でつまんでX字型になる部分に位置しています。
セントロメア遺伝子は、細胞が分裂するたびに重要な役割を果たし、がんや発達障害、不妊症に関係しています」とミガは言う。
癌やダウン症などの症状は、ゲノムのこれらの領域に関連していると、サイエンス誌に5つの研究として同時に発表された研究の一部の筆頭著者であるアイクラー氏は述べた。
技術の進歩により、科学者たちは、繰り返される類似の部分を多く含むゲノムの長い領域を、初めてつなぎ合わせることができるようになったのです。研究者の一人であるマイケル・シャッツ博士は、次のような例えを披露してくれた。20年近く前は、1000ピースのパズルを組み立てるようなもので、青空だけなど、多くのピースが同じに見えるものでした。今は、より長いDNA配列がマッピングできるようになり、巨大なピースで、青空や雲、山が見えるような幼児のパズルを組み立てるようなものです。
ボルチモアにあるジョンズ・ホプキンス大学のコンピューター科学と生物学の教授であるシャッツ氏は、新しいゲノム情報がいつ医療の指針として使われるかという質問に対して、「それはすでに起こっている」と説明会で述べた。
両親から受け継いだ遺伝子にどのような変異体があるのか、また、どのような変異体が癌にあるのかを知ることは、「治療にとって信じられないほど重要だ」と彼は言う。「例えば、乳癌の場合、特定の変異の組み合わせによって、ある化学療法と別の化学療法を受けることができるかもしれません」。
「とSchatz氏は述べた。「ですから、癌やその他の遺伝的要素の強い疾患では、すでにこのようなことが起こっています。
「また、将来的には、私たちの遺伝子配列が医療従事者との会話に深く反映され、私たちの健康や幸福についてより深く知ることができるようになるでしょう」と、国立ヒトゲノム研究所のディレクターであるEric Green医師、PhDは述べています。
対照と比較
ヒトゲノムの完全なマップを持つということは、それを参考資料として他のものと比較することができるということです。
「どの遺伝子や変異が臨床的に重要であるかを知る大きな手がかりの1つは、実にシンプルな実験デザインです。ある病気に罹患している数千人の人々と、その病気にかかっていない数千人の人々を集め、彼らのゲノムを系統的に調べます」とシャッツは言う。
次のステップは、病気を持つ人が特定の変異を持つ可能性が高いか低いかを明らかにすることです」とシャッツ氏は言う。成功するかどうかは、完全かつ包括的で、正確な変異を把握できるかどうかにかかっている、とシャッツ氏は言う。
「この新しい完全なゲノムを基準として、これらの技術的に困難な配列の変異がどのように人間の形質や疾病に寄与しているか、また、それらが人類の歴史を通じて進化の力によってどのように形成されたかを理解することが可能になるでしょう」とラジブ・マッコイ博士は述べている。
もっと脳を
より長いDNA断片を調べることができる新しい技術によって、乳がん患者を含む研究者たちは新たな洞察を得ています。
「とシャッツは言った。「私たちは、これまで見たこともないような変異体を発見しています。「これらの新しいバリアントが因果関係があるとは今は言えませんが、この新しい技術でしかアクセスできない新しいバリアントが存在するという事実は、私にとって非常にエキサイティングなことです。
臨床医学で得られる可能性があるとしても、「私にとって最も興味深いのは、これらの領域が、我々を人間らしくしている遺伝子を運んでいることです」とアイクラー氏は言いました。例えば、類人猿より大きな脳を持つ遺伝子の約半分は、これらの領域に由来しているとのことである。
バラエティは人生のスパイス？
シャッツによれば、8％というのは少ないと思われるかもしれないが、3,202のゲノムをこの新しい参照マップと比較したところ、さらに100万以上の変異が発見されたとのことである。
「最初のヒトゲノムを完全に解読し、次の100個のゲノムに着手している今、我々は信じられないほどの変異や、ほとんど予期していなかった変異を見始めています」とアイクラー教授は述べています。
ジョンズ・ホプキンス大学の生物学助教授であるマッコイ氏は、最も早い段階で、現在の臨床遺伝子検査や研究における誤りが少なくなるだろうと述べた。
さらにその先には、「科学者たちが、これまで隠されていたこれらの領域の一部で、稀な疾患と一般的な疾患の両方に寄与する遺伝子変異を特定する可能性があり、それによって新しい診断法や治療法への道が開けるかもしれません」とマッコイ氏は述べた。
人間の多様性を掘り下げる
また、科学者たちは、Human Pangenome Reference Consortiumを通じて、世界中の様々な集団に属する人々の数百のゲノムの配列を決定する予定です。これらのゲノムを参照ゲノムと比較し、人間の多様性をより深く理解することが一つの目的です。
「この成果は、健康の公平性とアクセス、そして偏見や不当な扱いを受けないゲノムリソースを構築し続ける方法について、率直で有意義な会話を促すものでもあります」と、Greenは述べています。歴史的に、遺伝学的研究は世界の人口を代表していないとして批判されてきました。
「可能性は無限ですが、テロメア間の配列決定の恩恵を受け、すべての人が利用できる未来に向けて、やるべきことはたくさんあります」と、Green氏は付け加えました。
今後の展望
この成果が医学に応用されるまでのスケジュールを予測するのは難しいが、「来年か再来年の規模になりそうだ」とMcCoy氏は述べた。
グリーン氏は、"これがどのように健康に結びつくのか、私が見ているエキサイティングなことは、この医学の未来であり、私達は、いつの日かC、そしてそれは既に起こり始めているC医師が患者の医療を調整するためにゲノム配列を使用すると信じています。"と付け加えました。
これは、医師が "患者の完全な青写真 "を見ることができるようになる第一歩だと、彼は言っています。
10年以内に、「この精密医療を可能にするために、クリニックに行けば全ゲノム配列がわかる、1000ドル以下の日常的な検査にしたい」と、国立ヒトゲノム研究所のゲノム情報学セクションの責任者、アダム・フィリッピ博士が述べています。
その目的は、単に遺伝子のカタログを作ることではなく、その機能を調べることです。
「ゲノム技術をこの新しい領域に導入し、健康や病気においてどのように制御されているかを解明することは、本当に重要な次のステップです」とミガは言った。
「人々がDNAとその重要性について知っている限り、遺伝子の完全な配列を知りたいと切望してきました。
とシャッツは語った。「この成果は、人間だけでなく、地球上のすべての生命体に大きな影響を与えるものです」とシャッツは付け加えた。
「人間の健康、個体群の把握、そして地球上のすべての植物、動物、ウイルス、菌類など、生命の樹を横切る広い視野での応用に、私はとても興奮しています」。
