"Ulazimo u genomsku eru istorije čovečanstva, voleli mi to ili ne voleli.",reči su prof. molekularne biologije Vladimira Glišina. .."individualne genomske razlike uticaće presudno na buduću personalizovanu medicinu. Lekovi se neće prepisivati nasumično, već u saglasnosti s prethodnom analizom genoma pacijenta. Farmakogenomika je novi pristup u osmišljavanju i primeni lekova. Analiza genoma kancera istog fenotipa, na primer raka dojke, pokazala je da genomske promene koje su dovele do istog oboljenja imaju različitu genomsku podlogu. Stoga nije čudno što su onkolozi odavno utvrdili da je neki lek blagotvoran kod jednog, ali neefikasan kod drugog obolelog. Genomskom analizom će se predvideti koji je od raspoloživih lekova primeren ili će se, čak, izmišljati novi. I to važi za sve čovekove bolesti!
Prirodna evolucija kao jedina pokretačka silao končala se pojavom prvog čoveka s kognitivnim sposobnostima. Ali sa ubrzanim i nenasumičnim, već predvidivim promenama humanih genoma, i ne samo humanih, „usmerena evolucija” postaće naša svakodnevica.
Genomika
Genom predstavlja ukupnu naslednu informaciju jednog organizma. Projekat Humani genom podrazumeva određivanje tačnog redosleda oko 3 milijardi baza u DNK čoveka.
U martu 1986. g. DOE (US Department of Energy) je organizovao internacionalnu konferenciju u Santa Fe-u (New Mexico) na kojoj se diskutovalo o mogućnostima određivanja genetičke informacije sadržane u ćeliji čoveka. Ova konferencija je dovela do stvaranja HUMAN GENOME INITIATIVE u proleće 1987. g. što se smatra početkom međunarodnog projekta nazvanog HUMANI GENOM (Human Genome Project). Već 2000.g. dobijena je “prva verzija” sekvence humanog genoma. Dobijena sekvenca, koja je bila rezultat dugogodišnjeg rada velike grupe naučnika širom sveta, nije bila kompletna i potpuno tačna. Međutim, i ova "prva verzija" sekvence je naučnicima omogućila da, u najvećoj meri, identifikuju zbirku svih gena i da protumače šta je zapisano u naslednom materijalu čoveka. Tada je već bilo jasno da je broj gena značajno manji od pretpostavljenog i da genom čoveka sadrži između 30 000 i 40 000 gena (“draft sequence”).
Interakcija gena
Dobijena sekvenca bila je samo prvi korak u dešifrovanju genoma. Većina gena i njihovih specifičnih funkcija tek treba da bude otkrivena. Naučnicima je osamdesetih godina bilo potrebno 9 godina da otkriju gen za cističnu fibrozu, 2014 godine je brzopotezno mapiran gen koji izaziva Parkinsonovu bolest. Međutim genetička osnova neke bolesti nije tako jednostavna. Za Parkinsonovu bolest, je npr. do danas otkriveno preko 28 hromozomskih regiona koji su sa većom ili manjom sigurnošću povezani sa nastankom bolesti, to jest mutacije kod nekoliko gena LRRK2, Parkin, VPS35 i GBA .(izvor)
Neke bolesti su rezultat grešaka koje se mogu kompenzovati dejstvom
raznih lekova ili korigovati genskom terapijom. Mutim, većina bolesti je kao kod Parkinsonove bolesti, pod kontrolom većeg broja, još uvek nepoznatih, gena koji međusobno interaguju na veoma složen način.
Sama fraza "ljudski genom" podrazumeva fokusiranje na zajedničke osobine među ljudima. Mada sa velikim spoljašnjim (vidljivim) razlikama, na nivou DNK ljudi su začuđujuće slični. Oni se međusobno razlikuju samo u jednoj do dve desetine procenta naših DNK ali i te minorne razlike su odgovorne za celokupnu fizičku raznolikost i razlike u ponašanju. Dakle geni definišu bit ljudi i drugih živih bića, isto i različito među njima.
Naučno zasnovan rasizam devetnaestog veka, eugeničko kretanje kasnog devetnaestog i ranog dvadesetog i njihovo oživljavanje u kasnim 1960-im i 1970-im godinama (Arthur Jensen, William Shockley i Richard Hernstein (Kevles 1985), bili su u velikoj meri opterećeni genetskom superiornošću / inferiornošću utemeljenom na rasi i deo ideološkog mehanizma rasizma. ( opsežnije o genetičkim esencijalistima; izvor )
Genomika je potvrdila jednakost. Craig Venter, predsednik privatne fimrme koja se takmičila s HGP-om kako bi dovršila mapu, izjavila je da "koncept rase nema genetsku ili naučnu osnovu" (National Human Genome Research Institute 2013). Slične su izjave dali mnogi naučnici i genetičari (Omi 2001; Schwartz 2001; Wilson et al. 2001).
Promene u genima su odgovorne za pojavu oko 5000 naslednih bolesti. Te promene utiču idalje na razvoj još nekoliko hiljada oboljenja. Praktično, većina bolesti čoveka ima, u manjoj ili većoj meri, genetičku osnovu. Može se naslediti određeno bolesno stanje (na primer cisti čna fibroza) ili povećana verovatnćoa da se razvije određena bolest (bolesti srca ili tumor debelog creva). Takođe se nasleđuje i sposobnost odgovora na određene faktore spoljašnje sredine, kao što su stres, virusi, bakterije, toksini….Otkrivanje uticaja koji genetički i spoljni faktori ostvaruju na pojavu kompleksnih oboljenja ljudi, jedan od najvećih izazova medicinskih istraživanja u 21.veku.
Intelektualno vlasništvo
Sekvenciranja humanog genoma su paralelno radili timovi koje su finansirale vlade nekoliko zemalja, kao i privatne kompanije (Wellcome Trust, Celera ...). Dok se Wellcome Trust strogo pridržavao principa koji su prihvaćeni na konferenciji na Bermudima 1996. g., i u roku od 24 sati deponovao nove sekvence u javne baze podataka, kompanija Celera je u strogoj tajnosti čuvala svoje rezultate. Nakon žučnih polemika u kojima su učestvovali i Bill Clinton i Tony Blair (Marshall, 2000) svetska naučna javnost je, zahvaljujui učestalim pritiscima, uspela da pridobije čelnike privatnih kompanija da novo-generisane sekvence učine dostupnim svim istraživačima.
Komercijalizacija genetičkih informacija čoveka je fenomen koji se intenzivirao u završnoj fazi projekta Humani genom. Paralelno, rasla je
i bojazan da će pitanje profita značajno uticati na buduća istraživanja. Međunarodni Etički komitet organizacije Humani genom oglasio se 2000.g. (Human genome
organization ethics committee, 2000). U njihovoj izjavi je istaknuto da se globalni prirodni izvor, kakav je nasledni materijal čoveka, treba smatrati zajedničkim nasleđem koje bi trebalo biti pod zaštitom međunarodnih zakona. Pošto je 99,9% nasledne osnove identično za sve ljude, zajednički je interes da se sve informacije koriste slobodno i bez ograničenja. Ovaj Komitet je ukazao da mora postojati međunarodno razumevanje da se korist i dobrobit od analize genetičkog materijala mora ravnomerno rasporediti na celo čovečanstvo.
Mada je pitanje deobe profita ostvarenog proučavanjem genoma čoveka, veoma kompleksno (da li uključiti istraživače, familije davaoce materijala, obolele od
specifičnih bolesti koje se ispituju….), Komitet je sugerisao da se korist mora rasporediti ravnomerno i predložio da se to ostvari preko nacionalnih sistema
zdravstvene zaštite.
( 2005. g. je gotovo 20% humanih gena (4382 od ukupno 23 6888 gena) pod zaštitom intelektualne svojine (Jensen et al., 2005). Intelektualna svojina nad ovim genima je zaštićena pomoću 4270 patenata, od kojih 63% pripada privatnim kompanijama. Ovom analizom su obuhvaćeni samo geni koji nose informaciju za sintezu proteina, mada podaci
ukazuju na značajan porast patenata koje se odnose i na ostale komponente humanog genoma koje uključuju mikro RNK, ribozime kao i regulatorne elemente (Jensen et al., 2005).
Zbog izuzetne važnosti i posledica koje mogu imati na čove čanstvo u celini, u godinama koje slede mogu se očekivati mnogobrojne polemike i debate koje će se baviti etičkim, pravnim i socijalnim aspektima, kao i problemima vezanim za patentiranje delova naslednog materijala ćoveka i genetičkom diskriminacijom.(izvor)
Istorija molekularne biologije u Srbiji
Istorija molekularne biologije u našoj sredini počinje u Institutu za ispitivanje strukture materije, kasnije preimenovanom u Institut nuklearnih nauka u Vinči (danas Institut Vinča) sa Dušanom Kanazirom i njegovom Biološkom laboratorijom, koju je formirao po povratku sa studijskog boravka u inostranstvu 1949. (vremenom je i ona promenila ime u Laboratorija za molekularnu biologiju i endokrinologiju). Akademik Ljubiša Rakić, jedan od Kanazirovih bliskih saradnika, povodom 85. godišnjice Dušana Kanazira rekao je, između ostalog, da ta laboratorija ima “prepoznatljivo ime” u svetskoj molekularnoj biologiji. “Vinča Dušana Kanazira predstavljala je krug molekularne biologije zračenja u svetu zajedno sa laboratorijama Lakasanja u Parizu, Brašea u Briselu i laboratorijama u Kold-spring Harbur i Pensilvanija univerziteta u SAD”.
Vinčanska grupa
U Institutu je prof. Kanazir stvorio grupu biohemičara, radiologa, molekularnih biologa i genetičara, poznatu kao Vinčanska grupa, koja je dala konkretan i značajan doprinos razvoju bioloških (biohemija, molekularna biologija) i medicinskih, ali i drugih nauka. Prelaskom na Prirodno-matematički fakultet, gde je izabran za profesora Zavoda za biologiju i biohemiju, njegovi bivši saradnici pomažu mu da u Institutu organizuje vežbe iz biohemije. U tome su se, kako sam ističe na jednom mestu,, naročito angažovali Tamara Hudnik-Plevnik, Mirjana Pavlović, Aleksandar Bećarević, Nevena Ribarac-Stepić, Vladimir Glišin, Vera Janković, M. Simić.
Institut Vinča
Ova grupa ne samo da je dala “konkretan i zapažen doprinos” razvoju pomenutih nauka, nego su njeni naučni rezultati “poslužili za uspešnu implementaciju molekularne biologije u nastavni proces PMF” Univerziteta u Beogradu. Prof. Kanazir je 1961. imao samo jednog saradnika u oblasti molekularne biologije, asistenta Anu Savić, koja je radila na Institutu za biološka istraživanja. Desetak godina kasnije dobija drugog asistenta (dr Dragutin Savić). Ana Savić je izučavala molekulske mehanizme na modelu embrionalnog razvića morskog ježa i usavršavala se na Moskovskom univerzitetu za molekularnu biologiju i na Harvardu, dok se D. Savić orijentisao na molekularnu genetiku a sticao nova znanja na Džon-Hopkins (SAD) i Karolinskom univerzitetu u Švedskoj.
Studije molekularne biologije doživeće zvezdane trenutke osnivanjem Katedre za biohemiju i molekularnu biologiju tokom transformacije Biološkog odseka PMF 1972/1973. godine. Naime, na tom talasu je dotadašnji Fiziološki zavod, na incijativu prof. Kanazira, koju su svesrdno podržali tadašnji dekan Vojislav Petrović i upravnik zavoda Radoslav Anđus, kao i profesori Zvonko Damjanović i Mira Pašić, transformisan u samostalnu Katedru za molekularnu biologiju i fiziologiju, na kojoj su svršeni studenti dobijali zvanje molekularni biolog i fiziolog.
- Kada su reformom nastave na Biološkom odseku 1972. godine uvedene samostalne studije molekularne biologije i fiziologije, one su postojale U Evropi samo u Engleskoj, Francuskoj i tadašnjoj Jugoslaviji. Profesor Kanazir je sa svojih dugih studijskih boravaka u inostranstvu (Francuska, Belgija, Argentina, Japan, SSSR i SAD) došao sa saznanjem da će molekularna biologija biti osnova naučnog razvoja u 21. veku i smatrao je da za taj izazov budućnosti treba pripremiti stručne kadrove. Počeo je sa dvadeset odabranih studenata a predavali su im najveći profesionalci u svojoj oblasti - seća se dr Ljubiša Topisirović, direktor Instituta za molekularnu genetiku i genetičko inženjerstvo i profesor biohemije, koji je u to vreme pripadao najužem krugu Kanazirovih saradnika. U tom krugu, pored Topisirovića i već pomenutih Ane Savić i Dragutina Savića, bili su još Radmila Đorđević-Marković i Radomir Crkvenjakov. Katedra se vremenom proširila sa već afirmisanim istraživačima (S. Romac, G. Jovanović, G. Matić i drugim)
Profesor Kanazir je bio na čelu katedre do 1985, kada se povlači zbog zauzetosti u Akademiji. Ana Savić nastavlja da uspešno vodi katedru do 1998, kada štafetu predaje prof. Topisiroviću, iz plejade najboljih Kanazirovih đaka. Odnedavno je njen šef vanredni profesor Đorđe Fira.
Prirodno matematički fakultet u Beogradu
Katedra za biohemiju i molekularnu biologiju je, vršeći reforme u svim sferama nastave, bila otvorena za angažovanje istaknutih naučnika sa drugih instituta kao predavača, što do tada nije bio slučaj. Tome su bili prepreka i administrativni propisi. Reforma je imala za cilj da profesionalno naučno znanje iz naših instituta studentima direktno prenose oni koji se bave naukom i vrše intenzivna naučna istraživanja. Tako je, na primer, prof. M. Simić, sa Instituta za imunologiju Medicinskog fakulteta, studentima govorio o molekularnim mehanizmima imunoregulacije, prof. V. Glišin iz tadašnjeg Centra za interdisciplinarne studije predavao je izborni predmet Molekularna biologija razvića i diferencijacije, profesor Medicinskog fakulteta Ljubinko Stojković Osnove virusologije, takođe izborni predmet. Predavači su bili saradnici Instituta za biološka istraživanja “Siniša Stanković” (Sabera Ruždijić, Selma Kanazir, Voja Deretić i Goran Mišević), Instituta Vinča (Radmila Metlaš, Sabaha Popić) i drugih. Katedra je u to vreme imala čak 24 spoljna saradnika.
U ovoj reformi Katedra za biohemiju i molekularnu biologiju je imala punu podršku Instituta za biloška istraživanja “Siniša Stanković” i Instituta nuklearnih nauka u Vinči, ali i privrede. Zahvaljujući ugledu Dušana Kanazira u naučnom svetu, katedra je ostvarila tesnu saradnju sa inostranim naučnim i univerzitetskim institucijama. To je omogućilo stalnu razmenu i protok znanja, i usavršavanje kadrova u molekularnoj biologiji i molekularnoj genetici u inostranstvu.
Profesor mikrobiologije Jelena Knežević Vukčević čuva to vreme u lepoj uspomeni:
- Bila sam druga, malobrojna generacija studenata molekularne biologije. Imali smo vrlo lepe studije, vežbe po različitim institutima, u trećoj godini čak i na Institutu za biologiju mora u Kotoru. Išli smo na studijske ekskurzije u Moskvu i Lenjingrad. Kada su nam ruske kolege govorile o svojim studijskim programima, mogli smo u svemu da ih pratimo.
- Treba reći da je Beogradska škola molekularne biologije bila izuzetno poznata u svetu. Mi smo to još uvek, ali nemamo više ono što je ta škola nekada bila. Studenti sa diplomom molekularnog biologa i fiziologa Univerziteta u Beogradu rade širom sveta, od Amerike do Novog Zelanda. Ti naši diplomci nisu otišli u svet da bi bili obični tehničari, već su u velikom broju na čelu laboratorija u kojima rade. Svako kome se danas na nekom pretraživaču može ukucati ime, on nešto znači. Mnoge naše svršene studente možete naći na Internetu jer su značajni u svojim laboratorijama i vode važne istraživačke projekte - kaže prof. Topisirović.
Profesor Jelena Kneževeć Vukčević slaže se sa kolegom Topisirovićem da studenti koji završe biologiju “ovde dobijaju znanja koja ih kvalifikuju da se takmiče sa onima koji dolaze s drugih univerziteta u svetu”. Odlaze na doktorske studije u Evropu ili Ameriku i, najčešće, ostaju tamo.
Profesor Topisirović ističe da su u “zlatnom dobu srpske molekularne biologije, kada se moglo mnoglo lakše raditi nego danas”, znanje naših studenata molekularne biologije bogatili i predavači iz inostranstva, koji su im prenosili najnovija otkrića i događanja u svojim laboratorijama ili u svetu. Oni nisu držali predavanja samo na fakultetu nego i u drugim centrima gde se vrše molekularna istraživanja, pa i na Institutu za molekularnu genetiku kojim trenutno rukovodi, koji je osnovao profesor Vladimir Glišin kao Centar za genetičko inženjerstvo. Tada je u okviru farmaceutske firme “Galenika” takođe postojalo odeljenje koje se bavilo molekularnom biologijom.
Danas mnogo šta na Katedri za biohemiju i molekularnu biologiju, smatra Topisirović, nije kao što je nekad bilo, pa ni svršeni studenti ove nekad specijalizovane studijske grupe ne dobijaju zvanje molekularni biolog i fiziolog, koje je beogradski Biološki fakultet proslavilo u svetu.
- Molekularna biologija danas praktično postoji na svim srodnim studijama, ušla je u biologiju kao njen obavezni deo, inkorporirala se u čitavu biološku nauku. Posebno njene metode kao što je metoda sekvenciranja gena za ribozomalnu RNK koja se univerzalno koristi za određivanje filogentske srodnosti svih živih organizama. Našla je svoje mesto i u ekologiji, pogotovo ekološkoj mikrobiologiji - objašnajva sadašnji status studija molekularne biologije dr Jelena Knežević, koja nastoji da vrati zvanje koje je Nacionalni savet za obrazovanje ukinio, ostavivši na listi zvanja samo biolog i ekolog. - Ekologija je biološka disciplina kao i molekularna biologija. Dakle, ili će svi biti biolozi, pa da nemamo posebno zvanje ekolog, ili ako dopuštamo zvanje dipl. ekolog moramo imati i zvanje molekularni biolog. Fakultet je Nacionalnom savetu poslao svoju primedbu na listu zvanja ali još nemamo nikakav odgovor nadležnih.
Ono što po novom zakonu takođe nije dobro, podvlači dr Jelena Knežević Vukčević, jeste zabrana naučnicima iz instituta da drže nastavu ispod nivoa doktorskih studija. - Mislim da su time oštećeni studenti masters studija, koje imaju niz specifičnih predmeta čiju bi nastavu mogli, a i poželjno je, da drže istraživači s različitih instituta. Mi smo imali tu prednost da su nam predavali naučnici koji su se upravo bavili disciplinama o kojima su predavali.
Na univerzitetima u Srbiji molekularna biologija kao studijska grupa postoji još samo na Departmanu za biologiju PMF Univerziteta u Novom Sadu. Međutim, molekularna biologija je našla mesto u nastavnim programima i drugih fakulteta Univerziteta u Beogradu, kao što su Medicinski, Farmaceutski, Tehnološki, Fakultet za fizičku hemiju, jer bez njenih znanja i metoda teško može nešto da se uradi u savremenoj nauci, kaže prof. Topisirović. Dobar su primer klriminalistička istraživanja koja se baziraju na znanjima molekularne biologije. Potrebna je zanemarljivo mala količina materijala za neke važne detekcije (npr., dlaka kose, da bi se na osnovu molekula DNK otkrio traženi podatak). Smer forenzika na Fakultetu za fizičku hemiju ali i drugi koriste znanja molekularne biologije za razvoj svojih programa.
Kadrovi za budućnost
- Izučavanje raka je i dalje jedna od glavnih tema - veli naš sagovornik. - Koji su mehanizmi nastanka raka i kako naći lek za tu opaku bolest? Zatim istraživanja vezana za zdravlje čoveka, u sferi hrane, hemijske i farmaceutske industrije, prečišćavanja vode. Voda je najkritičniji element, ne nafta i energija. Energija može da se generiše iz biomase i drugih izvora, ali voda nema zamenu. Nema nijednog sektora ljudskog života gde molekularna biotehnologija, kao relativno mlada naučna oblast, bazirana na molekularnoj biologiji, neći imati svoj udeo. Zemlje koje zaborave da je molekularna biotehnologija uslov bez koga se ne može u budućnost, ako nemaju stručnjake koji mogu da apliciraju znanja iz molekularne biologije, osuđene su da postanu intelektualne kolonije.
Dušan Kanazir je pred kraj života napisao da “osnivanje nastave iz molekularne biologije i postignuti uspesi u toj oblasti otvaraju vizije lepše i bogatije budućnosti u duhovnom i materijalnom pogledu” i da se “društvena misija” molekularne biologije “verovatno dobrim delom ostvarila”. Stvoreni su, veli, kompetentni i kreativni kadrovi za “civilizaciju u koju tek ulazimo, za 21. vek”.
Kanazirovo zaveštanje daje pravo da ne strepimo od kolonijalnog statusu na koji upozorava njegov učenik. Ali to upozorenje ne smemo ni olako odbaciti.
- U Srbiji imamo i kadrova i znanja, potrebna je samo malo bolja organizacija i raspodela poslova. Više povezanosti u sistemu korišćenja znanja koja imamo iz molekularne biologije, imalo bi i veći ekonomski efekat - ukazuje prof. Topisirović. - U Evropi je, pre dvadesetak godina, molekularnobiološka istraživanja 80 posto finansirala država a 20 posto privatni sektor. Sada je taj odnos u obrnutoj srazmeri. Najveći novac ulažu velike kompanije koje nalaze interes da od molekularne biotehnologije, koja je bazirana na znanjima molekularne biologije, naprave profit”
izvor
Нема коментара:
Постави коментар