Движение вперед предполагает наличие более мощных вычислительных механизмов, позволяющих получать геном в течение дня, а не в течение года. Кроме того, необходимо очень быстро классифицировать и упорядочивать информацию о большом количестве различных организмов.
Одним из самых значительных достижений биотехнологий на сегодняшний день можно считать возможность сравнения используемых генов для создания углубленного представления о геномах и понимания того, каким образом они развиваются. Еще одним серьезным успехом стало заметное повышение качества инструментальных средств прогнозирования генов. Конечно, эта область постоянно развивается, но нельзя не отметить, что средства, которые мы имеем сейчас, гораздо лучше тех, которыми специалисты пользовались еще совсем недавно.
Кроме того, существует достаточно широкий перечень новых экспериментальных технологий для той области знаний, которая изучает функциональные характеристики генов, чтобы как можно больше приблизиться к полному пониманию генома.
«Лишние» гены
В проводившемся недавно исследовании группа ученых систематически подавляла каждый ген у червячка с латинским названием Caenorhabditis elegans при помощи наложения РНК. Это в немалой степени способствовало расширению наших знаний о взаимодействии генов, что казалось совершенно непостижимым еще пять лет тому назад. Наиболее удивительным открытием данного исследования стало выявленное число генов, которые, как выяснилось, можно уничтожить, не убив при этом червя. Многие, наверное, подумают, что была допущена ошибка — как это так, отключается ген, и ничего не происходит. Но для меня это является еще одним свидетельством поразительной способности живых организмов к самовосстановлению — в качестве примеров здесь можно привести множество безотказно функционирующих сегодня систем. Полученные результаты помогают объяснить гибкость генома. Конечно, все это справедливо и для человека.
Общее правило заключается в том, что геном очень пластичен. На него оказывает влияние огромное количество обстоятельств. Если рассмотреть группу генов HOX (homeobox), определяющую генетический багаж каждого вида, можно заметить, что она отличается своей неизменностью. Все гены здесь всегда присутствуют в обязательном порядке, и существуют весьма обширные области, в которых невозможно найти ни одного отличия в нуклеотидах при сравнении с представителями весьма отдаленных родов. Безусловно, здесь есть очень важные регулирующие механизмы, при смешивании которых наступает гибель организмов. И группе HOX отводится ключевая роль в регулировании развития представителя того или иного рода. Таким образом, прежде всего нужно различать области, имеющие определяющее значение, и те, которые подобного статуса не имеют. Обратите внимание на огромное количество генов органов обоняния у млекопитающих. Это очень большая группа, причем она может расширяться или сокращаться в зависимости от конкретного рода. Очевидно, потеря или приобретение нескольких дополнительных рецепторов обоняния не играет сколько-нибудь существенной роли.
Куда идти
Я полагаю, что сегодня следует сосредоточить основное внимание на неповторяющихся, уникальных, незакодированных ДНК. Существуют области, которые сохраняются у разных организмов, но при этом функции их нам неизвестны. А раз эти области сохраняются, очевидно, они должны иметь важное значение. Здесь еще предстоит сделать новые открытия. Возможно, эти последовательности кодируются для регуляторов РНК. Кто знает?
В моем понимании на сегодня ученые продвинулись вперед в понимании генома процента на два, не более. Мы еще только приступаем к его изучению.
Движение вперед предполагает наличие более мощных вычислительных механизмов, позволяющих получать геном в течение дня, а не в течение года. Кроме того, необходимо очень быстро классифицировать и упорядочивать информацию о большом количестве различных организмов. Только так возможно действительно сделать существенный шаг вперед в понимании основных вопросов биологии — генетического регулирования, эволюции и развития, механизмов образования опухолей — словом, всех тех проблем, которые в наибольшей степени интересуют нас сегодня.
Синица в руке
Что касается информатики, здесь я являюсь убежденным сторонником стандартизированных средств и форматов обмена. Для данных, получаемых с помощью вычислительной техники, это имеет очень важное значение. Если мне придется выбирать между какой-то фантастической технологией и работающими уже сегодня базовыми средствами, я, не колеблясь, отдам предпочтение последним.
Будет очень хорошо, если нам удастся утвердить стандартные форматы представления данных. К настоящему моменту в мире накоплены огромные объемы информации, и преобразование одной модели данных в другую является непростой задачей. Все это, конечно, замедляет процесс, но не создает непреодолимых препятствий. Самое главное сегодня — обеспечить возможность доступа к уже накопленным данным, при этом конкретные особенности механизма доступа не имеют существенного значения.
Думаю, что следующей большой областью исследований должны стать регуляторы РНК. Нам необходимо, наконец, открыть ящик Пандоры и дать ответы на вопросы, которые ранее оставались за пределами нашего понимания. Это будет иметь поистине колоссальное значение.
Честно говоря, я несколько разочарован сегодняшними темпами технологического развития. Еще десять лет назад вычислительная техника развивалась гораздо быстрее, но эти времена ушли в прошлое. Впрочем, нельзя сказать, что наши ожидания совсем не оправдались, в целом мы все-таки добились определенного прогресса.
Много надежд сейчас возлагается на нанотехнологии, которые должны помочь проникнуть в клетку, с тем чтобы извлечь из нее гены и неактивные органеллы, провести точные манипуляции в области клеточных регулирующих процессов. Возможно, все это произойдет через два или три десятка лет, но, решив эту задачу, мы действительно сделаем огромный шаг вперед.