Lúxus eða erfðafræði framtíðarinnar

Fyrsta útgáfa af erfðamengi mannsins var kynnt 26 júní árið 2000 (umfjöllun í Slate). Raðgreiningin var meiriháttar verkefni, nokkurs konar geimferðaáætlun í líffræði, og byggðist á samstarfi þúsunda vísindamanna í mörgum þjóðlöndum.

Erfðamengið hefur auðveldað erfðafræðingum leitina að stökkbreytingum sem hafa áhrif á arfgenga sjúkdóma, en samt sem áður getum við ekki útskýrt nema hluta af arfgengisins. Ástæðan er sú að Lögmál erfðafræðinnar setja rannsóknum okkar vissar skorður.

Það er auðvelt að finna gen með sterk áhrif, í hárri tíðni og sem eru ónæm fyrir  umhverfisþáttum. Slík gen eða stökkbreytingar eru ákaflega fátíðar, flest gen hafa veik áhrif, eru fátíðar eða hafa einungis áhrif undir tilteknum kringumstæðum (sem geta verið umhverfisþættir eða önnur gen).

Nú 10 árum síðar er erfðamengjabyltingin að komast á næsta stig. Á síðustu árum hafa erfðamengi 7 einstaklinga verið raðgreind, misjafnlega ítarlega. Sumir einstaklinganna sem létu raðgreina sig voru auðugir kaupsýslumenn. Þegar maður á þotur, kastala og fullt búr af nashyrningum, þarf maður greinilega að finna sér eitthvað meira spennandi að kaupa. Raðgreining á erfðamengi einstaklinga er lúxus.

Öll þessi erfðamengi hafa verið úr stökum einstaklingum, engar upplýsingar eru um foreldra eða afkvæmi. Erfðafræðin byggir á því að mismunandi einstaklingar hafa ólík afbrigði gena, og að genin hafi áhrif á eiginleika afkomenda þeirra. Næsta skref var að raðgreina skylda einstaklinga.

Raðgreining einstaklinga með erfðasjúkdóm

Í vikunni komu út tvær greinar um raðgreiningu á öllu erfðamengi einstaklinga með fágæta erfðasjúkdóma.

Jared C. Roach og félagar raðgreindu tvö börn með Miller heilkennið og foreldra þeirra. Miller heilkennið er víkjandi erfðasjúkdómur sem veldur röskun á þroskun framhluta höfuðkúpu; kinnbein, gómur og kjálkabein þroskast ekki fyllilega. Niðurstaðan var sú að 4 4 gen voru bendlað við sjúkdómin (af þeim 25000 sem finnast í erfðamenginu). Ekki er vitað hvert þeirra skiptir mestu máli eða hvort eitthvað samspil sé í gangi.

Richard A. Gibbs við Baylor College of Medicine og félagar, voru svo góðir í sér að raðgreina erfðamengi góðkunningja síns Dr. James R. Lupski (sem er reyndar einnig erfðafræðingur), sem þjáist af taugasjúkdómi (Charcot-Marie-Tooth neuropathy). Sjúkdómurinn veldur rýrnun á taugum og vöðvum, fyrst í fótum (sem leiðir til breytts göngulags og tíðra kolldýfa) en síðar í efri hluta líkamans.

Í ljós kom að Dr. Lupski var með tvær alvarlegar stökkbreytingar í geninu SH3TC2. Aðra hafði hann erft frá móður sinni og hina frá föður. Erfðamengi Dr Lupski eitt og sér dugði ekki til að staðfesta þetta (ein mæling dugar stutt)! Þar sem 3 systkyni hans þjást af sama sjúkdómi og eru öll með sömu arfgerð (og 4 einkennalaus systkyni eru arfblendin um aðra hvora gerðina), er nokkuð líklegt að þetta sé genið sem skiptir mestu máli.

Hvert er notagildi þessara aðferða?

Í báðum þessum tilfellum var um að ræða erfðaþætti með sterk áhrif, sem erfast sterklega í ákveðnum fjölskyldum. Líklegast er að stökkbreytingin sé ný, og kannsi einstök fyrir hverja fjölskyldu. Slík tilfelli á endilega að greina með þessari aðferð.

Mér er það til efs að hægt verði að beita aðferðinni á algenga sjúkdómar sem ekki sýna sterkt mynstur í ættartrjám.

Einnig er kostnaðurinn umtalsverður, $25.000-$50.000 á hvert erfðamengi. Stefnt er á bæta tæknina þannig að hægt verði að raðgreina erfðmengi fyrir $1000. Það væri vissulega til bóta, en er samt dýrt.

Gen og lyf

Ég vil skerpa á þeirri staðreynd í lokin að þó að aukin þekking á erfðum sjúkdóma sé vissulega til bóta, er alls ekki víst að erfðagreining leiði til þróunar lyfs eða meðferðar. Margir sjúkdómar sem við þekkjum vel, bæði einkenni og erfðir, eru þess eðlis að við getum í besta falli veitt líknandi meðferð.

Hið gleymda lögmál liffræðinnar er að allar lífverur deyja. Það er staðreynd sem er ágætt að hafa bak við eyrað, allavega fram að andláti.

Ítarefni:

Family of four gets their genomes sequenced eftir John Timmer á arstechnica.com

Disease Cause Is Pinpointed With Genome eftir Nicholas Wade í New York Times

James R. Lupsk o.fl. iWhole-Genome Sequencing in a Patient with Charcot–Marie–Tooth Neuropathy Published at www.nejm.org March 10, 2010 (10.1056/NEJMoa0908094

Jared C. Roach o.fl. Analysis of Genetic Inheritance in a Family Quartet by Whole-Genome Sequencing Science DOI: 10.1126/science.1186802