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Tuesday, May 29, 2007

Nature Genetics:Question of the year.



The equivalent sequence of the totality of the human genome to $1.000 has been announced as a goal by the genetic community. With occasion of his 15th anniversary, Nature Genetics is asking to prominent geneticists which they would do if this capacity already were available. The questions are supported by Applied Biosystems and Nature Genetics, updating it monthly. The method is formidable because the ideas that next are exposed will sure obtain state or private funds with complete certainty:

Bruce Lahn (University of Chicago): To construct an ontogenétic tree of the human body. All cells of human body descend from a single one (fertilized egg). We need an ontogenetic tree that describes the existing relations between all the alive cells of an organism. The mutations in sequences of DNA (that happen during cellular divisions), could be used as hallmarks to construct an ontogenetic tree, connecting all the alive cells of an organism. Similar approaches will be employee to examine the cellular origin of many diseases in special, the cancer. Leena Peltonen-Palotie (University of Helsinki): How the genes are related to vital events (influencing in the risk of contracting diseases). I would sequence the DNA of the best availables population human cohorts, with deep longitudinal data (up to 30-50 years, back). I will study cohorts of 10 000 individuals for sequentiation and analyses, with clinical pursuits in several occasions during the life. Parallelly I will study the sequentiation of 100.000 monozygotic twins (1, of the pair), including those discordant ones for certain diseases like schizophrenia, autism, etc. With it we would understand better: (i) many vital events including those of the early childhood that influence (modify), our genome in several diseases throughout the life and (II) I will study linked factors (methylation and epigenetic), that affect our biological structure including diseases. Paul Nurse (Rockefeller University): Tree of the human life and microbiome. I have 2 projects: 1) To use sequentiation of DNA with taxonomic and evolutionary purposes. Also, to sequence selected sets of genes of so many species as it is possible, with bar codes for marine species, identifying and classifying species, constructing better taxonomies. I will study the phylogenetic transitions in the tree of the life and fast speciations : Cichlid fish, in African lakes. 2) I will sequence at random DNA of microbes that live inside and outside the human being (gut, skin, nose, anus). Studies at world-wide level, will reveal the propensity of an individual to develop specific diseases. Manel Esteller (Spanish N. Cancer C.): The DNA metiloma in health and disease The Epigenétic, with the methylation of DNA, as its stable mark but, has an important roll. Complete analyses of the status of the methylation of the DNA of each CpG dinucleotide (DNA methylome), will help us to understand the cellular physiology and the disease. We will study antagonist cases : embryonic and adult stem cells, cancerous and healthy cells; neuronal and muscular cells; new born versus centenaries; brains affected by Alzheimer and other healthy ones; 2 similar tumors with different clinical courses. Julian Parkhill (Wellcome Trust Sanger Institute): Huge bacterial diversity. I will study bacterial genomes to $1, because sequentiations of $1.000, are in fact resequentiations, based in technological extrapolations. The sequentiation of the immense bacterial, will help us to understand better its effects on the organic and inorganic planet environmental cycles. to investigate associations : phenotype-genotype of bacterias, to make a fine epidemiology of the infectious bacteriological agents, medical but precise diagnoses (phenotypes of organisms: virulence, resistance to drugs, etc.). Yoshihide Hayashizaki (RIKEN Yokohama Institute) Towards a personalized medicine. Genomic sequences to $1000 associated to shotgun technologies, combined with CAGE (CAP analysis of genetic expression), would make possible to detect genetic frequencies with great sensitivity (1 molecule that expressing its RNA, to the interior of 100 cells on average). With technologies of $1.000, the precision will be improve, being possible to obtain data for each promoter, not obtained with methods based single on hybridization. It will be essential to analyze genetic networks: gene-phenotype. High numbers of sequences of different individuals will allow the definition of normal sequence, at the moment indefinite. Will be also useful to make possible the 4 Ps : Prediction, Prevention, Personalization and Pparticipation, leading to therapies and personalized medicines. Jeantine Lunshof (Vrije Medical University Center): Right distribution of benefits. Being philosopher, I see that the community cannot run in front of science. Many ethical problems would be diminished with the general availability of individual genomes. The genomic ethics will be renewed. Will be born new questions such as ¿how to assure fairness in health next to an increasing individualizatión with limited resources?. Some products will be very expensive with few beneficiaries. The humanity must be united to science in cooperative efforts to optimize the benefits. Sarah Tishkoff (University of Maryland): Complete rank of genetic diversity. I will sequence at random, genomes of individuals coming from populations with diverse geographic and cultural ancestors (particularly of Africa), obtaining patterns of genetic diversity without bias. This way, we will know more of human evolutionary history, more about the Man of Neardhental and modern genomes. I will compare the data with genomes of populations of chimpanzees to distinguish adaptative variants in each specie. We would identify regulatory mutations cis- and trans that affect the variability of common characteristics and we would discern if they are restricted to particular geographic regions. Stephen Scherer (for Hospital Sick Children/University of Toronto): Perfect Genomic. My dream is to study in detail each chromosome, from the beginning to the end. I will sequence the genomes of discordant monozigotics twins; I will sequence the genomes of Albert Einstein and Ted Williams; in search of minimum codes for brilliant minds. I understand by Perfect Genomic the eliminations of limitants for the creativity. John Ioannidis (University of Ioannina and Tufts University): "Exposurome". I believe that in certain cities (Scandinavian), with rigorous registries of cancer, cardiovascular disease, diabetes, renal insufficiency, mental diseases, drug use, the use of these new genetic arms will be very useful. It is necessary to study older adults but also to children and adolescents because many diseases begin very early. Just we are scratching the associations between genetic variation and diseases. It will pass many years before we see paying results. It is necessary to create 'exposuromes" (interrelations between: diseases-genetic variants-environmental-lifestyles). While genetic measurements every time are but precise, the measurements of non-genetic events remain in the age of stone. Elaine A. Ostrander (National Human Genome Research Institute): Including/understanding the genetics of conduct of the dog What genetic mechanisms control the conducts of several domestic dogs? Why the personality of a pit bull is different from a terrier? I will also study the genetics of the dogs with extreme conducts : why dogs are the best and loyal friend of the man and by thousands of years?. Also I would study dogs with anomalous conducts :wrath, obsessive compulsive disorders, etc. Christine Petit (Pasteur Institute): The new challenge of infectious diseases. These studies will permit (i) to evaluate the extension of selective pressure of pathogens on human genome (II) to identify genomic regions that played a great roll in the resistance of the host (III) to study the emergency of lifestyles bound to agriculture which influenced the coevolution: pathogenic germ-host y (IV) I will unit these data with the obtained from new therapeutic approaches. David Gurwitz (Tel University Aviv): Pharmacogenetic. I will study the heredables determinants of human body answer to drugs (in terms of security and effectiveness). Pharmacogenetics test and diagnoses will be made at the bedside of patients. Francis S. Collins (National Human Genome Research Institute): Where to begin?. Apart from answering this question, it also matters what we must not do. I like to sequence 100.000 human samples. Many of them will belong to individuals affected by 30 complexes of common diseases: asthma, arthritis, diabetes, several types of cancer, stroke, etc. We would also study to independent centenaries.

Nature Genetics: Pregunta del año

La secuenciación del equivalente de la totalidad del genoma humano a $1,000 ha sido anunciada como una meta por la comunidad genética. Con ocasión de su 15th aniversario, Nature Genetics está preguntando a prominentes genetistas lo que harian si esta capacidad ya estuviese disponible. Las preguntas son auspiciadas por Applied Biosystems y Nature Genetics, que las actualiza mensualmente. El método de estimulación es formidable porque las ideas que a continuación se exponen lograrán con toda seguridad financiamiento estatal o privado.

Bruce Lahn (Universidad de Chicago): Construir un arbol ontogenético del cuerpo humano. Todas las células del cuerpo humano descienden de una sola (huevo fertilizado). Necesitamos un árbol ontogenético que describa las relaciones existentes entre todas las células vivas de un organismo. Las mutaciones en secuencias de DNA (que ocurren durante las divisiones celulares), podrian ser usadas como señas para construir un ábol ontogenético, conectando todas las células vivas de un organismo. Aproximaciones similares serian empleadas para examinar el origen celular de muchas enfermedades en especial, el cáncer.Leena Peltonen-Palotie (Universidad de Helsinki): Como se relacionan los genes con eventos vitales (influenciando en el riesgo de contraer enfermedades). Secuenciaria DNA recolectado de las mejores cohortes poblacionales disponibles, con datos longitudinales profundos (hasta 30-50 años, atrás). Cohortes de 10 000 individuos para secuenciación y analisis transcriptómicos, metabolomicos y proteomicos, con seguimientos clinicos en varias ocasiones durante la vida. Paralelamente haria una secuenciación de 100,000 gemelos monocigóticos (1, del par), incluyendo a aquellos discordantes para ciertas enfermedades como la esquizofrenia, el autismo,etc. Con ello comprenderíamos mejor : (i) muchos eventos vitales incluyendo los de la infancia temprana que impactan (modifican), nuestro genoma en varias enfermedades a lo largo de la vida y (ii) analizaria en que manera factores conexos (metilación y epigenética), afectan nuestros caracteristicas biológicas incluyendo enfermedades. Paul Nurse (Rockefeller University): Arbol de la vida y microbioma humano.Tengo 2 proyectos :1) Usar la secuenciacion del DNA con propósitos taxonómicos y evolutivos. Sequenciar sets selectos de genes de tantas especies como sea posible, con códigos de barras para especies marinas, identificando y clasificando especies, construyendo mejores taxonomias. Estudiaria las transiciones filogenéticas del árbol de la vida y las especiaciones rápidas (peces Cichlid, en lagos africanos). 2) Secuenciaria al azar DNA, extraido de microbios que viven dentro y fuera del ser humano (intestino, piel, nariz, ano). Estudios a nivel mundial, revelarian la propensión de un individuo a desarrollar enfermedades especificas. Manel Esteller (Spanish N. Cancer C.): El DNA metiloma en salud y enfermedad.La Epigenética, con la metilación del DNA -como su marca mas estable- tiene un rol importante. Análisis completos del status de la metilación del DNA de cada dinucleotido CpG de un organismo (DNA metiloma), nos ayudaria a comprender la fisiologia celular y la enfermedad. Las examinariamos en situaciones antagónicas : en células madre embrionarias y adultas, en células cancerosas y sanas; en células neuronales y musculares; en recien nacidos versus centenarios; en cerebros afectados por Alzheimer y otros sanos; en 2 tumores semejantes con cursos clinicos diferentes. Julian Parkhill (Wellcome Trust Sanger Institute): Inmensa diversidad bacteriana. Intentaria procesar genomas bacterianos a $1, porque las secuenciaciones de $1,000, son en realidad resecuenciaciones, basadas en extrapolaciones tecnológicas. La secuenciación de la inmensa diversidad bacteriana, ayudaria a comprender mejor sus efectos sobre los ciclos orgánicos e inorgánicos ambientales planetarios...., investigar plenamente las asociaciones fenotipo-genotipo de las bacterias, realizar una epidemiologia fina de los agentes bacterianos infecciosos, diagnósticos médicos mas precisos (fenotipos de organismos : virulencia, resistencia a drogas, etc.). Yoshihide Hayashizaki (RIKEN Yokohama Institute) Hacia una medicina personalizada. Secuencias genómicas a $1000 asociadas a tecnologias shotgun, combinadas con CAGE (cap analysis of genetic expression), harian posible detectar frecuencias genéticas con gran sensibilidad (1 molecula que exprese RNA al interior de 100 celulas, en promedio). Con tecnologías de $1,000, se mejoraria la precisión, siendo posible obtener información para cada promotor, no lograda muy bien con métodos basados en hibridización. Será esencial para analizar redes genéticas :gene-fenotipo. Altos números de secuencias de diferentes individuos permitirán la definición de secuencia normal, actualmente indefinida. Serán utiles para realizar las 4 Ps (prediction, prevention, personalization and participation), conduciéndonos a terapias y medicinas personalizadas. Jeantine Lunshof (Vrije University Medical Center): Justa distribución de beneficios. Siendo filósofa, acepto que la comunidad no puede correr delante de la ciencia. Muchos problemas éticos seran minimizados con la disponibilidad general de genomas individuales. La ética genómica será renovada. Nacerán nuevas interrogantes : ¿como asegurar equidad en salud al lado de una creciente individualización, con recursos limitados?. Algunos productos serán muy caros con pocos beneficiados. La humanidad debe unirse a la ciencia en esfuerzos cooperativos para optimizar los beneficios. Sarah Tishkoff (University of Maryland): Rango completo de diversidad genética. Me gustaria secuenciar genomas al azar de individuos procedentes de poblaciones con diversos ancestros geográficos y culturales (particularmente de Africa), obteniendo patrones de diversidad genética sin sesgos. Sabriamos mas de historia evolutiva humana, del Hombre de Neardhental y de genomas modernos. Compararia los datos con genomas de poblaciones de chimpancés para distinguir variantes adaptativas en cada especie. Identificaríamos mutaciones regulatorias cis- and trans que afectan la variabilidad de rasgos comunes y discerniríamos si están restringidos a regiones geográficas particulares. Stephen Scherer (Hospital for Sick Children/University of Toronto): Genómica Perfecta. Mi sueño es estudiar en detalle cada cromosoma, desde el inicio hasta el final. Luego secuenciaria los genomas de gemelos monozigoticos discordantes; secuenciaria los genomas de Albert Einstein y Ted Williams; enbusca de códigos minimos para mentes brillantes. Entiendo por Genómica Perfecta, a aquella que elimina los obstáculos a la creatividad. John Ioannidis (University of Ioannina and Tufts University): "Exposurome". Creo que en ciudades (escandinavas), con registros rigurosos de cáncer, enfermedad cardiovascular, diabetes, insuficiencia renal, enfermedades mentales, uso de drogas, el empleo de estas nuevas armas genéticas será muy útil. Hay que estudiar a los adultos mayores, pero también a niños y adolescentes porque muchas enfermedades empiezan muy temprano. Recien estamos arañando las asociaciones entre variación genética y enfermedades. Pasaran vario años antes de ver resultados favorables. Es necesario crear un "Exposurome" (relacion entre :enfermedades- variantes genéticas-exposición ambiental-estilos de vida). Mientras las mediciones genéticas cada vez son más precisas, las mediciones de exposiciónes no genéticas permanecen en la edad de piedra. Elaine A. Ostrander (National Human Genome Research Institute): Comprendiendo la genética de conducta del perro. ¿Que mecanismos genéticos controlan las conductas especificas de varios perros domésticos? Porque la personalidad del pit bull es diferente al de un terrier? Tambien estudiaria la genética de los perros con conductas extremas y luego las conductas de ¿porque el perro es el mejor amigo del hombre por miles de años?. Tambien estudiaria perros con conductas anómalas :ira, desórdenes obsesivos compulsivos, etc. Christine Petit (Pasteur Institute): El nuevo desafio de las enfermedades infecciosas. Pemitirian (i) evaluar la extensión de la presión selectiva de los patógenos sobre el genoma humano (ii) identificar regiones genómicas que jugaron un gran rol en la resistencia del huesped (iii) estudiar la emergencia de estilos de vida ligados a la agricultura que influenciaron la coevolución : huésped/patógeno y (iv) integraria estos datos con los derivados de nuevas aproximaciones terapéuticas. David Gurwitz (Tel Aviv University): Farmacogenética. Estudiaria los determinantes heredables de las respuestas orporales humanas a los medicamentos (en términos de seguridad y eficacia). Se harian test y diagnósticos farmacogenéticos en la cabecera del paciente. Francis S. Collins (National Human Genome Research Institute): Donde empezar?. Aparte de responder a esta pregunta, importa también definir lo que no debiesemos hacer. Nos gustaria secuenciar 100,000 muestras humanas. Muchas de ellas pertenecerian a individuos afectados por 30 complejos de enfermedades comunes:asma, artritis, diabetes, varios tipos de cancer, accidentes cerebrovasculares, etc. Estudiaríamos tambien a centenarios independientes.

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