អេ មេរោគតូចមួយដែលទាក់ទងនឹង adeno-associated (AAV) កំពុងត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវ៉ិចទ័រដែលមានសក្តានុពល ពីព្រោះមិនដូចមេរោគ adenoviruses វាមិនបង្កឱ្យមានជំងឺទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាក៏មិនផ្ទុកហ្សែនផងដែរ។ ដើម្បីកែលម្អវាជាវ៉ិចទ័រ ការពិសោធន៍លើវិទ្យុសកម្ម និងការកែប្រែគីមីកំពុងត្រូវបានអនុវត្ត។ មន្ទីរពិសោធន៍ផ្សេងទៀតកំពុងពិសោធន៍ CFTR retroviruses ដោយសារមេរោគទាំងនេះបញ្ចូលហ្សែនរបស់វាទៅក្នុងកោសិកាម៉ាស៊ីន។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសំណួរនៅតែមានថាតើការសំយោគប្រូតេអ៊ីន CFTR ធម្មតានឹងលុបបំបាត់ការឆ្លងមេរោគបាក់តេរីនៃសួតដែលមានចំនួន 90% នៃជំងឺនិងមរណភាពដែរឬទេ។ មានហេតុផលគ្រប់យ៉ាងដើម្បីសង្ឃឹមថាវិស្វកម្មហ្សែននឹងដោះស្រាយដោយជោគជ័យនូវកិច្ចការនេះ។ ប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងសួតដែលមុខងាររបស់វាគឺដើម្បីបំផ្លាញកោសិកាបរទេសមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅកំហាប់អំបិលកើនឡើងទេ (ឧទាហរណ៍នេះគឺជាលក្ខណៈនៃជំងឺ cystic fibrosis); ប៉ុន្តែភ្លាមៗនៅពេលដែល CFTR ចាប់ផ្តើមផលិតផលិតផលរបស់វា កំហាប់អំបិលថយចុះ ហើយប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្ម។

អេ វិធីសាស្រ្តព្យាបាលហ្សែនកំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ការព្យាបាលនៃជំងឺតំណពូជផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះក្នុងករណីមានការរំលោភលើមុខងារនៃកោសិកាឈាម ពួកវាអាចត្រូវបានបំប្លែងនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ និងណែនាំទៅក្នុង

ខួរឆ្អឹងរបស់អ្នកជំងឺចូលទៅក្នុងបរិយាកាសធម្មជាតិរបស់ពួកគេ។ ដោយមិនសង្ស័យ ការអភិវឌ្ឍន៍មួយចំនួននឹងទទួលបានជោគជ័យ ហើយក្លាយជាការអនុវត្តផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តទូទៅក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំខាងមុខនេះ។

ការពិតទាំងអស់នេះគឺជាឧទាហរណ៍នៃអ្វីដែលគេហៅថា ការព្យាបាលដោយហ្សែន somatic,នោះគឺពួកវាត្រូវបានអនុវត្តលើរាងកាយ (សូម៉ា) របស់អ្នកជំងឺដោយសង្ឃឹមថាចំនួនកោសិកាគ្រប់គ្រាន់នឹងត្រូវបានទទួលដែលមានសមត្ថភាពអនុវត្តមុខងារធម្មតា។ អ្នកជំងឺអាចជាសះស្បើយ ប៉ុន្តែហានិភ័យនៃការបញ្ជូនហ្សែនដែលមិនចង់បានទៅកូនចៅនៅតែមាននៅឡើយ ព្រោះកោសិកាមេរោគមិនត្រូវបានកែប្រែតាមរបៀបនេះទេ។ ការព្យាបាលដោយកោសិកាមេរោគមានគោលបំណងកែប្រែសារពាង្គកាយទាំងមូល រួមទាំងក្រពេញដែលផលិតកោសិកាផ្លូវភេទ។ វិធីសាមញ្ញបំផុត (តាមទ្រឹស្ដី) គឺដើម្បីកែប្រែស៊ុតបង្កកំណើតដោយបញ្ចូលសារធាតុប្តូរហ្សែនសមស្របទៅក្នុងវា។ ប្រភេទនៃនីតិវិធីនេះគឺអាចធ្វើទៅបានហើយត្រូវបានអនុវត្តដោយជោគជ័យនៅក្នុងសត្វពិសោធន៍ដូចជាសត្វកណ្តុរ។ ប៉ុន្តែ​តើ​វា​អាច​ត្រូវ​បាន​អនុវត្ត​ចំពោះ​មនុស្ស​ម្នាក់​ដែរ​ឬ​ទេ ហើយ​សំខាន់​បំផុត​តើ​វា​មាន​តម្លៃ​ឬ​ទេ? នេះគឺជាបញ្ហាក្រមសីលធម៌ដ៏ធ្ងន់ធ្ងរ ហើយអ្នកសីលធម៌ខ្លះបានប្រកែកថា ប្រសិនបើការព្យាបាលដោយហ្សែន somatic មានសីលធម៌ នោះការលេងជាមួយហ្សែនរបស់មនុស្ស និងការផ្លាស់ប្តូរហ្សែននៃកូនចៅរបស់យើងគឺមិនអាចទទួលយកបានទេ ដូច្នេះនីតិវិធីបែបនេះគួរតែត្រូវបានហាមឃាត់។

ហ្សែន - ការសិក្សាអំពីហ្សែនទាំងមូល

ភាពជឿនលឿនថ្មីៗក្នុងការរៀបចំលំដាប់លំដោយ និងការអភិវឌ្ឍន៍មធ្យោបាយបច្ចេកទេសដើម្បីដំណើរការក្លូនមួយចំនួនធំនៅក្នុងបណ្ណាល័យហ្សែនបានអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសិក្សាហ្សែនទាំងមូលនៃសារពាង្គកាយមួយក្នុងពេលតែមួយ។ លំដាប់ពេញលេញនៃប្រភេទសត្វជាច្រើនឥឡូវនេះត្រូវបានកំណត់ រួមទាំងភាគច្រើននៃអ្វីដែលគេហៅថាសារពាង្គកាយហ្សែនគំរូដូចជា E. coli, roundworm Caenorhabditis elegans;

ហើយជាការពិតណាស់ វត្ថុបុរាណនៃហ្សែន ផ្លែឈើហើរ Drosophila melanogaster ។ ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ទោះបីជាមានភាពចលាចល និងភាពចម្រូងចម្រាសជាច្រើនក៏ដោយ គម្រោងសិក្សាអំពីហ្សែនរបស់មនុស្ស ("ហ្សែនមនុស្ស") ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលផ្តល់មូលនិធិដោយវិទ្យាស្ថានសុខភាពជាតិ។ ក្នុងខែកុម្ភៈ

សារព័ត៌មាន 2004. - 448 ទំ: ill ។

ក្នុងឆ្នាំ 2001 អ្នកស្រាវជ្រាវមួយក្រុមធំដែលដឹកនាំដោយ J. Craig Venter មកពីមន្ទីរពិសោធន៍ឯកជន Celera Genomics បានធ្វើសេចក្តីថ្លែងការណ៍អំពីការឌិកូដបឋមនៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ លទ្ធផលនៃការងាររបស់ពួកគេត្រូវបានបោះពុម្ពនៅថ្ងៃទី 16 ខែកុម្ភៈឆ្នាំ 2001 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តីវិទ្យាសាស្ត្រ។

កំណែមួយទៀតដែលដាក់ជូនដោយក្រុមមកពី International Human Genome Sequencing Consortium ត្រូវបានបោះពុម្ពនៅថ្ងៃទី 13 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2001 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Nature។

កំណើតនៃហ្សែនអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាពាក់កណ្តាលនៃសតវត្សទី 20 នៅពេលដែលអ្នកហ្សែនបានគូសផែនទីក្រូម៉ូសូមទាំងអស់នៃសារពាង្គកាយគំរូដោយផ្អែកលើភាពញឹកញាប់នៃការផ្សំឡើងវិញ (សូមមើលជំពូកទី 8) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផែនទីទាំងនេះបានបង្ហាញតែហ្សែនទាំងនោះដែលអាឡែសដែលផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានគេស្គាល់ ហើយដូច្នេះផែនទីបែបនេះមិនអាចត្រូវបានគេហៅថាពេញលេញបានទេ។ លំដាប់ DNA ពេញលេញអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់ទីតាំងហ្សែនទាំងអស់នៅក្នុងសារពាង្គកាយមួយ ក៏ដូចជាបង្កើតលំដាប់នៃមូលដ្ឋានរវាងពួកវា។

ហ្សែនត្រូវបានបែងចែកទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារ។ ហ្សែនតាមរចនាសម្ព័នមានគោលបំណងស្វែងរកឱ្យច្បាស់នូវកន្លែងដែលហ្សែនជាក់លាក់ស្ថិតនៅក្នុង DNA ក្រូម៉ូសូម។ កម្មវិធីកុំព្យូទ័រទទួលស្គាល់ការចាប់ផ្តើម និងចុងបញ្ចប់ធម្មតានៃហ្សែន ដោយជ្រើសរើសលំដាប់ទាំងនោះដែលទំនងជាហ្សែន។ លំដាប់បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា បើកស៊ុមអាន(បើក

ស៊ុមអាន, OFR) ។ កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដូចគ្នាក៏អាចស្គាល់ introns ធម្មតានៅក្នុងលំដាប់ OFR ផងដែរ។ បន្ទាប់ពី introns ត្រូវបានញែកចេញពីហ្សែនសក្តានុពល កុំព្យូទ័រប្រើកូដដែលនៅសល់ដើម្បីកំណត់លំដាប់នៃអាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន។ បន្ទាប់មក ប្រូតេអ៊ីនដែលមានសក្តានុពលទាំងនេះត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលមុខងាររបស់វាត្រូវបានគេស្គាល់រួចហើយ ហើយលំដាប់របស់ពួកគេត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងមូលដ្ឋានទិន្នន័យរួចហើយ។ សូមអរគុណចំពោះកម្មវិធីប្រភេទនេះដែលហៅថា ការអភិរក្សនិយមវិវត្តន៍៖ថាសម្រាប់ហ្សែនភាគច្រើននៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នាមានហ្សែនស្រដៀងគ្នា។ តាមទស្សនៈនៃការអភិវឌ្ឍន៍ការវិវត្ត ភាពស្រដៀងគ្នានេះគឺអាចយល់បាន៖ ប្រសិនបើប្រូតេអ៊ីននៃប្រភេទជីវសាស្រ្តមួយត្រូវបានសម្របខ្លួនបានយ៉ាងល្អសម្រាប់មុខងាររបស់វា នោះហ្សែនរបស់វាត្រូវបានបញ្ជូនក្នុងទម្រង់ដូចគ្នា ឬជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចចំពោះប្រភេទសត្វដែលបានចុះពីដំបូង។ ការអភិរក្សការវិវត្តន៍អនុញ្ញាតឱ្យកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងហ្សែនដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងទៀត។ ដោយការប្រៀបធៀបហ្សែនលទ្ធផលជាមួយនឹងអ្នកដែលស្គាល់រួចហើយ ជារឿយៗវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់មុខងាររបស់វា ដោយចាំបាច់ត្រូវពិនិត្យមើលវានៅក្នុងការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់។

នៅពេលដែលហ្សែនសក្តានុពលទាំងអស់ត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ ផែនទីហ្សែនចាប់ផ្តើម។ ផែនទីហ្សែនរបស់មនុស្សគឺជាដ្យាក្រាមដែលមានភាពច្របូកច្របល់ និង motley ចាប់តាំងពីហ្សែននីមួយៗត្រូវបានសម្គាល់ដោយពណ៌ជាក់លាក់មួយអាស្រ័យលើមុខងាររបស់វា ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងហ្សែនដែលគេស្គាល់ផ្សេងទៀត។ ហ្សែនរបស់មនុស្សភាគច្រើនដូចជាហ្សែននៃ eukaryotes ទាំងអស់ជាទូទៅមាន introns ធំ។ យោងតាមការប៉ាន់ស្មានរដុប ក្នុងចំណោមលំដាប់ដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយ ប្រហែលមួយភាគបី ឬមួយភាគបួនគឺជា introns ។ គួរឱ្យចង់ដឹងណាស់មានតែប្រហែល 1.5% នៃហ្សែនមនុស្សសរុប (ប្រហែល 2.9 x 109 គូ

មូលដ្ឋាន) មានលំដាប់ (exons) ដែលកូដសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីន។ ដូចគ្នានេះផងដែរ DNA នេះហាក់ដូចជាមានហ្សែន 35,000-45,000 ដែលតិចជាងការព្យាករណ៍។ យើងមិនទាន់យល់ថាតើចំនួនហ្សែនតិចតួចសម្រាប់សារពាង្គកាយស្មុគស្មាញបែបនេះទេ។

ពីរភាគបីទៅបីភាគបួននៃ genome គឺនៅក្នុងដ៏ធំ

ហ្សែន / Barton Guttman, Anthony Griffiths, David Suzuki, Tara Cullis ។ - អិមៈ FAIR-

សារព័ត៌មាន 2004. - 448 ទំ: ill ។

ចំនួនច្បាប់ចម្លងនៃ DNA ដដែលៗនៅក្នុងមនុស្សផ្សេងគ្នាគឺមិនដូចគ្នាទេ ដូច្នេះពួកគេអាចប្រើដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណ រួមទាំងនៅក្នុងផ្នែកកោសល្យវិច្ច័យផងដែរ។

ពន្ធុវិទ្យាមុខងារ

ពន្ធុវិទ្យាមុខងារគឺជាការសិក្សាអំពីមុខងារហ្សែននៅកម្រិតនៃហ្សែនទាំងមូល។ ទោះបីជាហ្សែនសក្តានុពលអាចត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណដោយភាពស្រដៀងគ្នារបស់វាទៅនឹងហ្សែនដែលបំពេញមុខងារដែលគេស្គាល់នៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងទៀតក៏ដោយ ការស្មានទាំងអស់គួរតែត្រូវបានធ្វើតេស្តប្រឆាំងនឹងសារពាង្គកាយដែលកំពុងសិក្សា។ នៅក្នុងសារពាង្គកាយគំរូមួយចំនួន ដូចជាមេដំបែអាហារូបត្ថម្ភ វាអាចបិទមុខងារហ្សែនជាប្រព័ន្ធ។ ការបិទហ្សែនកើតឡើងដោយការជំនួសទម្រង់មុខងាររបស់វាជាមួយនឹងទម្រង់លុបនៅលើវ៉ិចទ័រពិសេស។ បន្ទាប់មកយកសំពាធជាមួយហ្សែនពិការ ហើយវាយតម្លៃ phenotype របស់វា។ នៅក្នុងកម្មវិធីដែលកំពុងដំណើរការដើម្បីវិភាគហ្សែនមេដំបែអាហារូបត្ថម្ភ ហ្សែនជាច្រើនពាន់ត្រូវបានបិទម្តងមួយៗ។

វិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតនៃហ្សែនមុខងារគឺថាពួកគេសិក្សាយន្តការនៃការចម្លងនៅកម្រិតនៃហ្សែនទាំងមូល។ វិធីសាស្រ្តនេះគឺផ្អែកលើការសន្មត់ថាបាតុភូតជីវសាស្រ្តភាគច្រើនគឺជាដំណើរការស្មុគស្មាញដែលពាក់ព័ន្ធនឹងហ្សែនជាច្រើន។ ការចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសចំពោះអ្នកស្រាវជ្រាវគឺដំណើរការដែលទាក់ទងនឹងការវិវត្តនៃសារពាង្គកាយ ដែលយើងបាននិយាយនៅក្នុងជំពូក។ 11. ប្រសិនបើការចម្លងហ្សែនត្រូវបានសិក្សាក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការលូតលាស់ខុសៗគ្នា នោះមនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានគំនិតនៃផ្លូវហ្សែនពេញលេញនៃការអភិវឌ្ឍន៍របស់សារពាង្គកាយមួយ។

ប៉ុន្តែតើការចម្លងអាចត្រូវបានសិក្សានៅកម្រិតហ្សែនធំទូលាយដោយរបៀបណា? ជាថ្មីម្តងទៀត បច្ចេកវិទ្យាថ្មីជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងរឿងនេះ។ DNA នៃហ្សែននីមួយៗនៅក្នុង genome ឬផ្នែកខ្លះនៃ genome ត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃកញ្ចក់តូចៗដែលរៀបចំតាមលំដាប់លំដោយ។ បន្ទាប់មកពួកវាត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងគ្រប់ប្រភេទនៃ mRNA ដែលមាននៅក្នុងកោសិកានៃសារពាង្គកាយនេះ។ DNA នៅលើចានត្រូវបានទទួលជាពីរ

វិធី។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តមួយ mRNA ទាំងអស់ត្រូវបានចម្លងបញ្ច្រាសដើម្បីបង្កើតម៉ូលេគុល DNA បំពេញបន្ថែមខ្លីដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងហ្សែនតែមួយ។ នៅក្នុងវិធីមួយផ្សេងទៀត ហ្សែន (ឬផ្នែកខ្លះនៃហ្សែន) ត្រូវបានសំយោគមូលដ្ឋានមួយក្នុងពេលតែមួយនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់នៃចាន។ ការសំយោគត្រូវបានអនុវត្តដោយមនុស្សយន្តដែលបើកនិងបិទ

ហ្សែន / Barton Guttman, Anthony Griffiths, David Suzuki, Tara Cullis ។ - អិមៈ FAIR-

សារព័ត៌មាន 2004. - 448 ទំ: ill ។

ផ្ទៃកញ្ចក់ក្នុងលំដាប់ជាក់លាក់មួយ។ កំណត់ត្រាជាមួយហ្សែននៃសារពាង្គកាយជាច្រើនអាចត្រូវបានទិញពីក្រុមហ៊ុនគីមី។

ដើម្បីសិក្សាពីយន្តការនៃប្រតិចារិក mRNA ទាំងអស់នៃដំណាក់កាលនៃការអភិវឌ្ឍន៍ជាក់លាក់មួយត្រូវបានដាក់ស្លាកដោយ fluorescent ហើយចែកចាយលើផ្ទៃចាន។ mRNAs ទាំងនេះភ្ជាប់ទៅនឹង DNA រៀងៗខ្លួន ហើយអាចត្រូវបានទទួលស្គាល់ដោយបំណះពន្លឺរបស់ពួកគេ។ ដោយសារទីតាំងនៃ DNA របស់ហ្សែននីមួយៗនៅលើចានត្រូវបានដឹងជាមុន កុំព្យូទ័រកំណត់ថាតើហ្សែនណាមួយត្រូវបានចម្លងនៅដំណាក់កាលអភិវឌ្ឍន៍ដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

ដូច្នេះ ដោយមានជំនួយពីបច្ចេកវិជ្ជាទាំងនេះ និងបច្ចេកវិជ្ជាផ្សេងទៀត អ្នកឯកទេសខាងពន្ធុវិទ្យាកំពុងចាប់ផ្តើមស្វែងរកគំរូទូទៅនៃអង្គការនៃការរស់នៅពីផ្នែកមុខងារ និងរចនាសម្ព័ន្ធ។ ដើម្បីដំណើរការព័ត៌មានយ៉ាងច្រើន សាខាវិទ្យាសាស្ត្រពិសេសមួយបានបង្ហាញខ្លួន - ជីវព័ត៌មានវិទ្យា។ ទសវត្សរ៍ខាងមុខសន្យាថាជាពេលវេលានៃការរកឃើញដ៏អស្ចារ្យពិតប្រាកដ។

ហ្សែន / Barton Guttman, Anthony Griffiths, David Suzuki, Tara Cullis ។ - អិមៈ FAIR-

សារព័ត៌មាន 2004. - 448 ទំ: ill ។

ការសិក្សាអំពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃ DNA នៅក្នុងក្រូម៉ូសូមបានបង្ហាញពីមូលហេតុដែលមិននឹកស្មានដល់ ដែលមិនស្គាល់ពីមុនមកនៃជំងឺធ្ងន់ធ្ងររបស់មនុស្ស។

ការលេចឡើងនៃហ្សែន 3D

អស់ជាច្រើនទស្សវត្សរ៍ដែលបានកន្លងផុតទៅចាប់តាំងពីភស្តុតាងនៃមុខងារហ្សែនរបស់ DNA ក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1940 គំនិតដែលថារង្វាស់នៃចម្ងាយរវាងផ្នែកណាមួយនៃហ្សែនគឺជាប្រវែងនៃខ្សែសង្វាក់ DNA ដែលបំបែកពួកវានៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ សព្វថ្ងៃនេះយើងដឹងថាសមត្ថភាពរបស់ DNA ដើម្បីបង្កើតរង្វិលជុំ និងរចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញផ្សេងទៀត ធ្វើឱ្យវាអាចទៅរួចសម្រាប់ហ្សែន និងធាតុហ្សែនដែលគ្រប់គ្រងការងាររបស់ពួកគេ (ពង្រឹង) ឱ្យនៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងចន្លោះនៃស្នូលកោសិកា បើទោះបីជាពួកវាត្រូវបានបំបែកដោយ បំណែក DNA ពង្រីក (រូបភាពទី 1) ។

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ វិធីសាស្រ្តថ្មីបានលេចឡើងដែលអនុញ្ញាតឱ្យសិក្សាការបត់នៃ DNA ហ្សែននៅក្នុងស្នូលកោសិកា។ នេះបានសម្គាល់ការចាប់ផ្តើមនៃការអភិវឌ្ឍន៍នៃទិសដៅវិទ្យាសាស្ត្រ ដែលយើងហៅថា ហ្សែន 3D ។ ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តទាំងនេះវាត្រូវបានបង្ហាញថាក្រូម៉ូសូមត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្លុករចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងារ - ដែនដែលជាប់ទាក់ទងគ្នា (TADs) ។ តំបន់ហ្សែនពី TAD មួយទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកញឹកញាប់ជាងតំបន់ពី TADs ជិតខាង។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីតំណាងឱ្យ TADs ជាឧបករណ៏ក្រាស់នៃខ្សែ DNA ។ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ជាច្រើនបង្ហាញថា ឧបករណ៍ពង្រឹងអាចដំណើរការបានតែហ្សែនដែលមានទីតាំងនៅក្នុង TAD ដែលឧបករណ៍បង្កើនរបស់វាស្ថិតនៅ។

ដូច្នេះ TADs ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការគ្រប់គ្រងសកម្មភាពហ្សែន។ ការដកឬបំផ្លាញផ្នែក DNA ដែលបំបែក TADs ជិតខាងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកពង្រឹងធ្វើឱ្យហ្សែនសកម្មដែលជាធម្មតាមិនដំណើរការនៅក្នុងប្រភេទកោសិកានេះ ដែលអាចនាំឱ្យមានជំងឺធ្ងន់ធ្ងរដូចជាមហារីក ការរំលោភលើការបង្កើតលក្ខណៈផ្លូវភេទ និងដំណើរការខុសប្រក្រតីក្នុងការអភិវឌ្ឍអំប្រ៊ីយ៉ុង (រូបភាព .២).

តើព្រំដែនរវាង TADs នៅឯណា?

ប៉ុន្តែអ្វីដែលធានាការបែងចែកហ្សែនទៅជា TADs? ការងាររបស់មន្ទីរពិសោធន៍របស់យើងបានរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ចំពោះដំណោះស្រាយនៃបញ្ហានេះ។ យើងបានរកឃើញថាការរៀបចំ DNA ហ្សែនទៅក្នុង TADs គឺភាគច្រើនដោយឯកឯង ហើយត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយច្បាប់រូបវន្តសាមញ្ញ។ ការងារ​របស់​យើង​ត្រូវ​បាន​ចុះ​ផ្សាយ​ក្នុង​ទស្សនាវដ្ដី​អន្តរជាតិ​ដ៏​មាន​កិត្យានុភាព ការស្រាវជ្រាវហ្សែន(Sergey V. Ulianov et al ។ ក្រូម៉ាទីនសកម្ម និងប្រតិចារិកដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបែងចែកក្រូម៉ូសូមទៅក្នុងដែនដែលភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងតាមបែបវិទ្យា // ការស្រាវជ្រាវហ្សែន, 2016, 26, ទំ។ 70–84, doi: 10.1101/gr.196006.115) នាងត្រូវបានគេនិយាយច្រើននៅក្នុងសារព័ត៌មាន និងតាមទូរទស្សន៍។

ខ្លឹមសារនៃលទ្ធផលរបស់យើងគឺថាព្រំដែននៃ TADs គឺជាតំបន់ហ្សែនដែលមានហ្សែន "ការថែរក្សាគេហដ្ឋាន" ពោលគឺហ្សែនដែលដំណើរការនៅក្នុងប្រភេទកោសិកាទាំងអស់ និងចាំបាច់ដើម្បីរក្សាដំណើរការកោសិកាជាមូលដ្ឋាន។ ដោយសារលក្ខណៈពិសេសមួយចំនួន តំបន់បែបនេះនៃហ្សែនមិនអាចបត់ចូលទៅក្នុងដុំពកក្រាស់បានទេ ដោយហេតុនេះបង្កើត "ការសម្គាល់" នៃព្រំដែននៃ TADs នៅក្នុងហ្សែន។

វាជារឿងសំខាន់ដែលត្រូវកត់សម្គាល់ថា បន្ថែមពីលើបច្ចេកទេសជីវគីមីផ្សេងៗ យើងបានប្រើការធ្វើគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធហ្សែននៅលើកុំព្យូទ័រទំនើប Lomonosov នៃសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋម៉ូស្គូ ហើយលទ្ធផលនៃការធ្វើគំរូនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាការបត់ DNA នៅក្នុងកោសិកានីមួយៗអាចប្រែប្រួលយ៉ាងច្រើន។ (រូបទី 3) ។

ពីចំនួនកោសិកាទៅកោសិកានីមួយៗ

ក្នុងករណីភាគច្រើនលើសលប់ កោសិការាប់រយរាប់ពាន់ និងរាប់លាននៅក្នុងការពិសោធន៍នីមួយៗត្រូវប្រើក្នុងការស្រាវជ្រាវជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាមានម៉ូលេគុលដែលបានសិក្សាតិចតួចណាស់នៅក្នុងកោសិកាមួយ ហើយនេះធ្វើឱ្យមានការលំបាកខ្លាំងក្នុងការធ្វើការជាមួយពួកគេ។

ជាឧទាហរណ៍ បរិមាណ DNA ហ្សែននៅក្នុងកោសិកាមនុស្សមួយគឺប្រហែលមួយសែនលានដងតិចជាងមួយក្រាម។ ការធ្វើការជាមួយកោសិកាមួយចំនួនធំនាំឱ្យការពិតដែលថាលទ្ធផលដែលទទួលបានក្នុងការពិសោធន៍ជាក្បួនធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតតម្លៃធម្មតាជាមធ្យមនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាក់លាក់នៃសរីរវិទ្យាកោសិកា។ ក្នុងន័យជាក់លាក់មួយ ព័ត៌មានដែលទទួលបានអាចត្រូវបានប្រដូចទៅនឹង "សីតុណ្ហភាពជាមធ្យម" របស់អ្នកជំងឺនៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យ។

ការធ្វើការជាមួយកោសិកាមួយចំនួនធំ ជាក្បួនអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់ជាមធ្យម តម្លៃធម្មតាបំផុតនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាក់លាក់នៃសរីរវិទ្យាកោសិកា ដូចជា "សីតុណ្ហភាពជាមធ្យម" នៃអ្នកជំងឺនៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យ។

ដោយមិនសង្ស័យ លទ្ធផលនៃការសិក្សាអំពីចំនួនកោសិកាបានធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតភាពទៀងទាត់សំខាន់ៗជាច្រើន។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ថាកោសិកានៃប្រភេទដូចគ្នា ដែលមើលទៅដូចគ្នានៅក្រោមមីក្រូទស្សន៍ អាចខុសគ្នាក្នុងប៉ារ៉ាម៉ែត្រជីវគីមីផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន។ ការសិក្សាអំពីដំណើរការនៃហ្សែននៅក្នុងកោសិកាតែមួយកំពុងក្លាយជា "និន្នាការនៃសម័យកាល" ហើយបានរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការស្វែងយល់ពីរបៀបដែលការកែសម្រួលហ្សែនរបស់យើងត្រូវបានអនុវត្ត។ ការស្រាវជ្រាវបែបនេះក៏ប៉ះពាល់ដល់ការវិវត្តនៃឱសថផងដែរ ព្រោះជាឧទាហរណ៍ ព្រឹត្តិការណ៍ដែលកើតឡើងក្នុងសមាមាត្រតូចមួយនៃកោសិកាអាចបង្កឱ្យមានការវិវត្តនៃដុំសាច់។ នៅពេលសិក្សាចំនួនកោសិកាធំ ព្រឹត្តិការណ៍បែបនេះច្រើនតែមិនមាននរណាកត់សម្គាល់។

ដោយសហការជាមួយសហសេវិកអូទ្រីស និងអាមេរិក យើងបានបង្កើតវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍ថ្មីមួយដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងវិភាគការបត់ហ្សែននៅក្នុងកោសិកានីមួយៗ។ ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនេះ យើងអាចបង្កើតផែនទីលម្អិតបន្ថែមទៀតនៃការរៀបចំលំហនៃហ្សែនកណ្តុរ ជាងការងារមុនរបស់សហសេវិកអង់គ្លេសរបស់យើង។ ការវិភាគលើទិន្នន័យដែលទទួលបាន ដែលទើបចេញផ្សាយក្នុងទិនានុប្បវត្តិ ធម្មជាតិ(Ilya M. Flyamer et al. Single-nucleus Hi-C បង្ហាញពីការរៀបចំឡើងវិញនៃក្រូម៉ាទីនតែមួយគត់នៅការផ្លាស់ប្តូរ oocyte-to-zygote // ធម្មជាតិ, 544, ទំ។ 110–114, doi: 10.1038/nature21711) បានផ្តល់ភ័ស្តុតាងរឹងមាំដែលថាការបត់ហ្សែនមានភាពខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងកោសិកានីមួយៗ (រូបភាពទី 4)។ តាមគំនិតរបស់យើង នេះបង្ហាញថាមានការរាប់បញ្ចូលជាបន្តបន្ទាប់នៃការកំណត់ហ្សែនផ្សេងៗនៅក្នុងក្រឡា ហើយនេះផ្តល់នូវលទ្ធភាពនៃការសម្របខ្លួនយ៉ាងឆាប់រហ័សទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌបរិស្ថាន។

ទោះបីជាក្នុងករណីភាគច្រើនវាងាយស្រួលសិក្សាពីចំនួនកោសិកាជាងកោសិកានីមួយៗក៏ដោយ សម្រាប់ប្រភេទកោសិកាមួយចំនួន វិធីសាស្រ្តចំនួនប្រជាជនមិនអាចប្រើបានទាល់តែសោះ ពីព្រោះកោសិកាទាំងនេះជាទំនិញដូចដែលពួកគេនិយាយ។ ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍របស់យើង យើងអាចសិក្សាពីការបត់នៃហ្សែនរបស់ឪពុក និងម្តាយនៅក្នុងស៊ុតកណ្ដុរដែលបង្កកំណើត (zygotes)។

ដោយមិននឹកស្មានដល់សម្រាប់ខ្លួនយើង យើងបានរកឃើញថាការបត់នៃ DNA ហ្សែននៅក្នុងស្នូលមាតានៅក្នុង zygote គឺខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានពីការបត់នៃហ្សែននៅក្នុងស្នូលនៃប្រភេទកោសិកាដទៃទៀត។ នៅក្នុងស្នូលនៃប្រភេទកោសិកាដែលបានសិក្សាផ្សេងទៀតទាំងអស់ តំបន់សកម្ម និង "ស្ងាត់" នៃហ្សែនគឺដាច់ឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក។ នៅក្នុងស្នូលមាតានៃ zygote ផ្ទុយទៅវិញនេះមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញទេ។ លទ្ធផលរបស់យើងបានបង្ហាញថា ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែននៅក្នុងស្នូលមាតាគឺជាមូលដ្ឋានបំផុត ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពដែលគេហៅថា totipotency ដែលធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានប្រភេទកោសិកាផ្សេងៗគ្នាជាច្រើននៃសារពាង្គកាយពេញវ័យពី zygote មួយក្នុងអំឡុងពេលនៃការអភិវឌ្ឍន៍អំប្រ៊ីយ៉ុង។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃហ្សែននៅក្នុងស្នូលមាតាគឺជាមូលដ្ឋានបំផុត ហើយអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកទទួលបានកោសិកាជាច្រើនប្រភេទនៅក្នុងសារពាង្គកាយពេញវ័យពីស៊ុតបង្កកំណើតមួយ។

ហ្សែន 3D និងថ្នាំ

នៅពេលពិភាក្សាអំពីព័ត៌មាននៃជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល ជាក្បួនពួកគេនិយាយអំពី "ហ្សែនរបស់មនុស្ស" ឬ "ហ្សែនហ្សែនរបស់មនុស្ស" ឬជាធម្មតាអំពី DNA ។ ប៉ុន្តែវាជារឿងសំខាន់ដែលត្រូវចងចាំថា ស្នូលនៃកោសិកានៅក្នុងរាងកាយរបស់យើងជាធម្មតាមានម៉ូលេគុល DNA ចំនួន 23 ផ្សេងគ្នា ដែលនីមួយៗបង្កើតបានជាក្រូម៉ូសូមដាច់ដោយឡែក ហើយពួកវាត្រូវបានគេហៅថាហ្សែនណូម។

ក្រូម៉ូសូមនីមួយៗត្រូវបានបត់តាមរបៀបជាក់លាក់មួយសម្រាប់វា ហើយមានទីតាំងនៅក្នុងស្នូលកោសិកាតាមរបៀបដែលទឹកដីដែលកាន់កាប់ដោយវាអនុវត្តមិនត្រួតស៊ីគ្នាជាមួយទឹកដីនៃក្រូម៉ូសូមជិតខាង។ ក្នុងន័យនេះ ស្នូលកោសិកាមានលក្ខណៈស្រដៀងទៅនឹងពិភពលោក ដែលមានរដ្ឋជាច្រើនកាន់កាប់ទឹកដីមួយចំនួន និងបំបែកដោយព្រំដែន។

ប្រវត្តិសាស្ត្រដឹងពីឧទាហរណ៍ជាច្រើនអំពីរបៀបដែលព្រឹត្តិការណ៍នៅក្នុងរដ្ឋមួយមានឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើជីវិតនៅក្នុងប្រទេសជិតខាង និងនយោបាយពិភពលោកជាទូទៅ។ នៅក្នុងស្នូលកោសិកា ស្ថានភាពគឺប្រហែលដូចគ្នា។ ការផ្លាស់ប្តូរណាមួយនៅក្នុងការងាររបស់ហ្សែន ថាតើវាជាការចាប់ផ្តើម ឬការទប់ស្កាត់ការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនបុគ្គល ឬរូបរាងនៃការចម្លងបន្ថែមនៃក្រូម៉ូសូមមួយចំនួន អាចប៉ះពាល់ដល់ការងាររបស់ហ្សែនដែលមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដោយការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះ និងមានទីតាំងនៅក្នុង រដ្ឋក្រូម៉ូសូមផ្សេងទៀត។

ជាឧទាហរណ៍ យើងអាចចង្អុលទៅលទ្ធផលនៃការងារដែលយើងបានធ្វើជាមួយសហសេវិកបារាំងរបស់យើងពីវិទ្យាស្ថាន Gustave Roussy ។ លទ្ធផល​នៃ​ការងារ​នេះ​ត្រូវ​បាន​ចុះ​ផ្សាយ​ក្នុង​ទស្សនាវដ្ដី hematology ដ៏​មាន​កិត្យានុភាព ឈាម(Jeanne Allinne et al ។ ការផ្លាស់ប្តូរទីតាំងនៃ perinucleolar និង nucleolin ជាព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់ក្នុងការធ្វើឱ្យសកម្មនៃការចម្លងនៃហ្សែនសំខាន់ៗនៅក្នុងជំងឺមហារីកកូនកណ្តុរនៃកោសិកា mantle // ឈាម, V. 123, 13, ទំ។ ២០៤៤–២០៥៣ doi: 10.1182/blood-2013-06-510511) យើងបានបង្ហាញយ៉ាងជឿជាក់ថាចលនាសាមញ្ញនៃហ្សែនជាក់លាក់មួយពីតំបន់មួយនៃស្នូលទៅមួយទៀតអាចបណ្តាលឱ្យវាត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅក្នុងកោសិកាដែលជាធម្មតាវាមិនដំណើរការ។ នេះកំណត់នូវដំណើរការទាំងមូលដែលនាំទៅដល់ការវិវត្តនៃជំងឺមហារីកឈាម ដែលជាមូលហេតុដែលពិបាកយល់ដោយមិនគិតពីរចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃហ្សែន។

ការផ្លាស់ទីហ្សែនជាក់លាក់មួយពីតំបន់មួយនៃស្នូលទៅតំបន់មួយទៀតអាចកំណត់ដំណើរការទាំងមូលនៃដំណើរការដែលនាំទៅដល់ការវិវត្តនៃជំងឺមហារីកឈាម។

វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាការរកឃើញនៃយន្តការថ្មីជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការកើតឡើងនៃជំងឺមហារីកឈាមបង្កើតមូលដ្ឋានសម្រាប់ការបង្កើតវិធីដើម្បីប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងជំងឺទាំងនេះ។ ដូច្នេះ ការសិក្សាអំពីការបត់ DNA ហ្សែននៅក្នុងស្នូលគឺមានការចាប់អារម្មណ៍មិនត្រឹមតែសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រមូលដ្ឋានប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏សម្រាប់ឱសថផងដែរ ដែលរួមចំណែកដល់ការយល់ដឹងកាន់តែស៊ីជម្រៅអំពីយន្តការនៃរោគសាស្ត្រផ្សេងៗ។

ការវិវត្តន៍នៃអង្គការ 3D នៃហ្សែន

ដោយសារអង្គការបីវិមាត្រនៃហ្សែនគឺជាឧបករណ៍មួយក្នុងចំណោមឧបករណ៍សម្រាប់គ្រប់គ្រងការបញ្ចេញហ្សែន វាត្រូវតែជាវត្ថុនៃការវិវត្តន៍។ នៅក្នុងការងារថ្មីៗនេះដែលបានអនុវត្តនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍របស់យើង លទ្ធផលដែលត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិអន្តរជាតិដែលមានការវាយតម្លៃខ្ពស់។ (Anastasia P. Kovina et al. ការវិវត្តន៍នៃអង្គការហ្សែន 3D៖ ការប្រៀបធៀបនៃក្រុមហ្សែនហ្លូប៊ីនដែលបំបែក និងបំបែកដោយឡែក // ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល និងការវិវត្តន៍, v. 34, 6, ទំ។ 1492–1504, doi: 10.1093/molbev/msx100) យើងបានបង្ហាញថានេះពិតជាករណីនេះ។

ដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃការវិវត្តន៍នៃចង្កោមហ្សែន globin ឆ្អឹងខ្នង យើងបានបង្ហាញថា នៅពេលដែលពួកវាផ្លាស់ទីឡើងលើជណ្ដើរវិវត្តន៍ ផ្នែកលីនេអ៊ែរនៃក្រូម៉ូសូមត្រូវបានបាត់បង់ ខណៈពេលដែលផ្នែកដែលបានរៀបចំទៅជា globules (coils) ត្រូវបានរក្សាទុក (រូបភាព 5) ។

ភាគច្រើនទំនងជានេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅក្នុងថនិកសត្វតួនាទីរបស់អ្នកបង្កើនពីចម្ងាយនៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃសកម្មភាពហ្សែនកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ការបង្កើតទំនាក់ទំនងរវាងឧបករណ៍ពង្រឹងបែបនេះ និងហ្សែនដែលគ្រប់គ្រងដោយពួកវាត្រូវបានធានាដោយការបង្កើតរង្វិលជុំ DNA ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើត globules ។

នៅក្នុងសត្វឆ្អឹងខ្នង នៅពេលដែលពួកវាផ្លាស់ទីឡើងលើជណ្ដើរវិវត្តន៍ ផ្នែកលីនេអ៊ែរនៃក្រូម៉ូសូមត្រូវបានបាត់បង់ ខណៈពេលដែលផ្នែកដែលបានរៀបចំទៅជា globules (tangles) ត្រូវបានរក្សាទុក។

កំណត់ចំណាំចុងក្រោយ

ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ វិទ្យាសាស្ត្រក្នុងស្រុកជារឿយៗ និងមានករណីជាច្រើនត្រូវបានរិះគន់ដោយសមហេតុផលចំពោះផលិតភាពទាប និងកង្វះការងារកម្រិតអន្តរជាតិ។ ខាងលើ យើងបានបង្ហាញពីរបៀបដែលមន្ទីរពិសោធន៍ក្នុងស្រុកតូចមួយដំណើរការដោយជោគជ័យនៅជួរមុខនៃវិទ្យាសាស្ត្រពិភពលោក ដោយបានបោះពុម្ពជាប្រព័ន្ធនូវលទ្ធផលនៃការងាររបស់ខ្លួននៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិអន្តរជាតិដ៏មានកិត្យានុភាពបំផុត។

ការអនុវត្តការងារទាំងអស់ខាងលើគឺអាចធ្វើទៅបានដោយសារជំនួយដ៏ច្រើនពីមូលនិធិវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ី។ តម្លៃនៃការគាំទ្របែបនេះមិនអាចត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណលើសពីនេះទេ មិនត្រឹមតែដោយសារតែវាផ្តល់ឱកាសក្នុងការអនុវត្តការងារថ្លៃៗ ដូចជាការបន្ត DNA ដ៏ធំនោះទេ។ ប៉ុន្តែសំខាន់ជាងនេះទៅទៀត ជំនួយទាំងនេះផ្តល់នូវឱកាសមួយដើម្បីទាក់ទាញអ្នកស្រាវជ្រាវវ័យក្មេងឱ្យមកធ្វើការ ដោយផ្តល់នូវជម្រើសសមហេតុផលក្នុងការទៅក្រៅប្រទេស។ យ៉ាងហោចណាស់នៅក្នុងជីវវិទ្យាពិសោធន៍ ការគាំទ្រគោលដៅសម្រាប់ក្រុមដែលធ្វើការនៅកម្រិតពិភពលោក (ដែលអាចត្រូវបានវិនិច្ឆ័យដោយវត្តមាននៃការបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិអន្តរជាតិកំពូល) តាមគំនិតរបស់យើង គឺជាវិធីផ្ទាល់បំផុតចំពោះការរស់ឡើងវិញនៃវិទ្យាសាស្ត្រនៅក្នុងប្រទេសរបស់យើង។

(ជាភាសាអង់គ្លេស - ហ្សែន) គឺជាវិទ្យាសាស្ត្រដែលសិក្សាអំពីហ្សែន។ បរិមាណនៃព័ត៌មានហ្សែនបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ដោយសារតែការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃបច្ចេកវិទ្យាលំដាប់ DNA ។ GenBank ដែលជាមូលដ្ឋានទិន្នន័យរបស់ NIH (វិទ្យាស្ថានសុខភាពជាតិអាមេរិក) គិតត្រឹមខែមេសា ឆ្នាំ 2011 មាន 135,440,924 លំដាប់ DNA ។

ឆ្នាំ 1956 បានក្លាយជាមូលដ្ឋានគ្រឹះក្នុងដំណើរការស្រាវជ្រាវហ្សែនរបស់មនុស្ស ចាប់តាំងពីវិទ្យាសាស្ត្រក្រូម៉ូសូមត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំនេះ ហើយសមាជស្តីពីពន្ធុវិទ្យារបស់មនុស្សត្រូវបានប្រារព្ធឡើងនៅទីក្រុង Copenhagen ។

ការវិវត្តន៍នៃវិទ្យាសាស្ត្រណាមួយគឺដោយសារតែការកែលម្អគំរូ និងទ្រឹស្តី ប៉ុន្តែការសន្មត់ថ្មីមិនលុបចោលការពិតចាស់នោះទេ ដូច្នេះអ្វីដែលជាការពិតកាលពីម្សិលមិញមិនប្រាកដថាមិនពិតសព្វថ្ងៃនេះទេ។ មានតែវិទ្យាសាស្ត្រក្លែងក្លាយប៉ុណ្ណោះដែលមិនផ្លាស់ប្តូរអស់ជាច្រើនសតវត្សមកហើយ ហើយមានមោទនភាពចំពោះរឿងនេះ ហាក់ដូចជាការធានាគុណភាព។

យើងត្រូវបានឡោមព័ទ្ធគ្រប់ផ្នែកដោយវិញ្ញាសាជាច្រើន ទាំងចាស់ និងថ្មី ដែលកំពុងបង្រៀនការអនុវត្តផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តជាមួយនឹងលទ្ធផលពិសេស ឧបករណ៍បដិវត្តន៍សម្រាប់វាស់ស្ទង់សមត្ថភាពអវិជ្ជមាន និងវិជ្ជមាន។

បច្ចុប្បន្ននេះមិនមានផ្នែកណាមួយនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រដែលមិនត្រូវបានរុករកនៅកន្លែងណាមួយ និងដោយនរណាម្នាក់ក្នុងពិភពលោកនោះទេ៖ ជារៀងរាល់ថ្ងៃ មជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវដ៏ធំនៅសាកលវិទ្យាល័យ វិទ្យាស្ថានឯកជន និងសូម្បីតែមន្ទីរពិសោធន៍តូចៗ ផ្សព្វផ្សាយព័ត៌មានថ្មីៗយ៉ាងច្រើនអំពីការស្រាវជ្រាវ និងការបន្ថែមចុងក្រោយបង្អស់។ ដល់ពួកគេ។ ពេលខ្លះព័ត៌មាននេះមានលក្ខណៈប្លែក ដូចជានៅក្នុងតំបន់ដូចជា ការមើលមិនឃើញ អាកប្បកិរិយាផ្លូវភេទរបស់សត្វរុយនៅក្នុងប្រទេសចិន ឬទម្ងន់ម៉ូលេគុលនៃក្លិន និងនៅក្នុងតំបន់ដែលទុកកន្លែងសម្រាប់សេណារីយ៉ូគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ដូចជាព័ត៌មានទាក់ទងនឹងការសាងសង់ជីវិតនៅក្នុង មន្ទីរពិសោធន៍ ឬការរកឃើញភពថ្មី ដែលអាចទទួលយកជីវិតថ្មីនេះ។

លោក Craig Venter ដែលជាអ្នកត្រួសត្រាយផ្លូវ ការប្រណាំងដើម្បីពន្យារអាយុជីវិតមនុស្ស គឺលោក Craig Venter អ្នកឯកទេសពន្ធុវិទ្យា សហគ្រិន និងសប្បុរសជននៅពីក្រោយគម្រោង Human Genome ដែលបាននិយាយកាលពីខែមីនាឆ្នាំនេះថា គម្រោងហ្សែនចុងក្រោយរបស់គាត់នឹងប្រើប្រាស់ដើមទុនចំនួន 70 លានដុល្លារដើម្បីបង្កើតក្រុមហ៊ុនថ្មីមួយដែលមានឈ្មោះថា Human Longevity Inc ( HLI) ។ Venter មិនមែនតែម្នាក់ឯងក្នុងមហិច្ឆតារបស់គាត់ទេ។ ឧទាហរណ៍ Calico (California Life Company) មានគោលដៅកែលម្អសុខភាពរបស់មនុស្ស ដោះស្រាយបញ្ហានៃភាពចាស់ និងជំងឺដែលពាក់ព័ន្ធ និងសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ា សានឌីអាហ្គោ ជាកន្លែងដែលពួកគេនឹងបែងចែកហ្សែនមហារីក និងដុំសាច់ HLI ដល់អ្នកជំងឺទាំងអស់ដែលមានជំងឺមហារីក។ ហើយអ្នកណានឹងផ្តល់ការយល់ព្រមពីអ្នក។

Lipman នាយកវិទ្យាស្ថានកាលីហ្វ័រញ៉ានិយាយថា ចាប់តាំងពីការចាត់ថ្នាក់ដំបូងក្នុងឆ្នាំ 2011 មក ហ្សែនបានរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយឥឡូវនេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមហារីកនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅ "ព្រំដែនបន្ទាប់ក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ" ។ "ឥឡូវនេះយើងស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលមួយដែលនឹងត្រូវបានស្មើគ្នាជាប្រវត្តិសាស្ត្រសម្រាប់ហ្សែននៃកោសិកាមហារីកដែលបែងចែកទៅជាសម័យនៃទសវត្សរ៍ទី 90 សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍អ៊ីនធឺណិត។ យើងកំពុងសិក្សាអំពីហ្សែន និងបច្ចេកវិជ្ជាផ្នែកដោយសង្ឃឹមថាលទ្ធផលរហ័សអាចត្រូវបានសម្រេចនៅលើ មាត្រដ្ឋាននេះ 15-20 ឆ្នាំឥឡូវនេះអាចសម្រេចបានជាក់ស្តែងក្នុងរយៈពេល 1-2 ឆ្នាំ។

ការពិតពីវិស័យពន្ធុវិទ្យា៖

. នៅខែមេសា ឆ្នាំ 2003 គម្រោងហ្សែនមនុស្សត្រូវបានបញ្ចប់បន្ទាប់ពីការស្រាវជ្រាវអស់រយៈពេល 13 ឆ្នាំ។ 2.7 ពាន់លានដុល្លារត្រូវបានវិនិយោគនៅក្នុងគម្រោងនេះ។
. នៅខែធ្នូ ឆ្នាំ 2005 គម្រោង Cancer Genome Atlas ដែលជាគម្រោងសាកល្បងរយៈពេល 3 ឆ្នាំ 100 លានដុល្លារត្រូវបានចាប់ផ្តើមដើម្បីសិក្សាពីការបង្កើតហ្សែននៃកោសិកាមហារីក។
. នៅខែឧសភាឆ្នាំ 2007 ហ្សែនរបស់ James Watson ដែលជាអ្នករកឃើញ DNA ម្នាក់ត្រូវបាន "បន្តបន្ទាប់គ្នា" ទាំងស្រុងដោយចំណាយរហូតដល់មួយលានដុល្លារ។
. ចាប់តាំងពីចុងឆ្នាំមុនមក 23andMe បាននិងកំពុងផ្តល់លំដាប់ហ្សែនក្នុងតម្លៃត្រឹមតែ 1,000 ដុល្លារប៉ុណ្ណោះ។
. បច្ចុប្បន្ន គម្រោងហ្សែនមនុស្សកំពុងបន្ត។ បន្ទាប់​ពី​ធ្វើ​តាម​លំដាប់​លំដោយ គូ​គោល​ប្រហែល​បី​ពាន់​លាន​ត្រូវ​បាន​រក​ឃើញ​ដែល​បង្កើត​ជា DNA ។ គម្រោង ENCODE (សព្វវចនាធិប្បាយ DNA Elements) ដែលកើតចេញពីកិច្ចសហការអន្តរជាតិជាង 80 ប្រទេស និងក្រុមស្រាវជ្រាវចំនួន 35 សន្យាថានឹងមានការបកស្រាយព័ត៌មានដំបូងដើម្បីពិពណ៌នាអំពីអាកប្បកិរិយារបស់ហ្សែន។

អ្នកស្រាវជ្រាវអាចយល់ពីរបៀប និងកន្លែងដែលមុខងារជីវសាស្រ្តជាក់លាក់កើតឡើង ដោយប្រឈមនឹងបញ្ហាផ្សេងៗ និងការវាយតម្លៃឡើងវិញនូវអ្វីដែលរហូតដល់ម្សិលមិញត្រូវបានចាត់ទុកថាជា DNA "មិនចង់បាន" ឬ DNA ដែលមិនមានកូដ (អសកម្ម)។ យោងតាមសេចក្តីថ្លែងការណ៍ពី Consortium និង European Molecular Biology Laboratory (EMBL-EBI) ដែលដឹកនាំការសិក្សារួមជាមួយនឹងវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវហ្សែនមនុស្សជាតិ "ទិន្នន័យថ្មីបង្ហាញថាហ្សែននេះមានផ្នែកតិចតួចបំផុតដែលមិនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់" ។ (NHGRI) ) វិទ្យាស្ថានជាតិសុខភាព (NIH) នៅសហរដ្ឋអាមេរិក។ ការបដិសេធនៃទេវកថានៃការកំណត់ហ្សែនដោយគម្រោងហ្សែនមនុស្ស គឺជាការចាប់ផ្តើមនៃយុគសម័យក្រោយហ្សែនថ្មី។

ស្ថានភាពវប្បធម៌ថ្មី។

រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ "ការរចនា" របស់មនុស្សពោលគឺការបង្កើតលក្ខណៈទាំងអស់របស់គាត់ត្រូវបានប្រគល់ឱ្យធម្មជាតិគ្មាននរណាម្នាក់អាចធ្វើអន្តរាគមន៍ដើម្បីកែលម្អមនុស្សបានទេ។
រាល់សារពាង្គកាយថ្មីកើតចេញពីកោសិកាតូចមួយ។ គាត់ទទួលមរតកកម្មវិធីដូនតាក្នុងទម្រង់ DNA ប៉ុន្តែមិនបានទទួលមរតករូបរាងកាយរបស់បុព្វបុរសរបស់គាត់ទេ។ គាត់​ទទួល​មរតក​បេះដូង​ឪពុក​ម្តាយ ប៉ុន្តែ​គាត់​មាន​បេះដូង​ថ្មី។ អ្វីគ្រប់យ៉ាងចាប់ផ្តើមពីដំបូង ពីកោសិកាមួយ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងជីវិតថ្មីនីមួយៗ កម្មវិធី DNA អាចមានភាពប្រសើរឡើង និងកាន់តែអាក្រក់ទៅៗ។
មុននឹងវាយតម្លៃពីឥទ្ធិពលនៃហ្សែន វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថា វាមិនអាចទៅរួច ហើយថែមទាំងគ្មានទំនួលខុសត្រូវក្នុងការបោះបង់វិធីសាស្ត្រកែច្នៃហ្សែន ដោយសារវិធីសាស្ត្រទាំងនេះអាចប្រើដោយមនុស្សមិនសមហេតុផល និងអត្មានិយមសម្រាប់គោលបំណងផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ។

គ្មានភ្នាក់ងាររដ្ឋាភិបាលណាមានវេទមន្តដែលអាចធ្វើឲ្យបច្ចេកវិទ្យាហ្សែនទាំងអស់រលាយបាត់ឡើយ។ បញ្ហាចម្បងក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ហ្សែនមិនមែនជាវិធីរារាំងវឌ្ឍនភាពនេះទេ ប៉ុន្តែជាវិធីដើម្បីបង្កើនអត្ថប្រយោជន៍ និងកាត់បន្ថយហានិភ័យ។

ការវាយតម្លៃលទ្ធភាពនៃហ្សែនសម្រាប់លទ្ធភាពព្យាបាល និងក្នុងវិស័យកែលម្អប្រវត្តិហ្សែនអាស្រ័យទៅលើគោលការណ៍សីលធម៌ ដែលនឹងត្រូវយកមកធ្វើជាការណែនាំ។

សម្រាប់អ្នកដែលគាំទ្រការបន្តពូជរបស់មនុស្ស "ក្រោមការត្រួតពិនិត្យ" ហើយដែលមានឆន្ទៈក្នុងការទទួលយកការពិត លទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់វិធីសាស្រ្តសិប្បនិម្មិតនឹងមានភាពងាយស្រួលក្នុងការទទួលយក និងការរៀបចំហ្សែន ប៉ុន្តែសម្រាប់នរណាម្នាក់ វានឹងមិនអាចទទួលយកបានទេ។

ដោយហួសពីគោលការណ៍ដែលវិទ្យាសាស្ត្រផ្អែកលើ មនុស្សជាតិត្រូវតែចាំថា បច្ចេកវិទ្យាពន្ធុវិទ្យាទាំងអស់ដែលប្រើលើមនុស្សសុទ្ធតែមានរូបមនុស្សនៅខាងមុខ។ កត្តានេះបង្កើតបានជាសញ្ញាសួរជាច្រើន រួមទាំងសំណួរនៃឥទ្ធិពលវិស្វកម្មហ្សែនអាចមានលើតុល្យភាពនៃប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី និងសីលធម៌របស់មនុស្សខ្លួនឯង ដែលទីបំផុតជាអ្នកទទួលផលពីវិទ្យាសាស្ត្រដូចជាហ្សែន។

មុនពេលនិយាយដោយផ្ទាល់អំពីផលវិបាកដែលឧបាយកលហ្សែនអាចមាន យើងបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់ថា បំណងប្រាថ្នាដើម្បីកែលម្អការរចនារបស់មនុស្សមុនពេលកើត គឺជាឥទ្ធិពលផ្ទាល់លើការជ្រើសរើស ពោលគឺ "ការដកចេញនូវអ្វីដែលខុសគ្នា អ្វីដែលជា មិនល្អឥតខ្ចោះ បរាជ័យ"។ វាដូចជាការបោះចោលអំប្រ៊ីយ៉ុងដែលបរាជ័យក្នុងធុងសំរាមអំឡុងពេលធ្វើ IVF ដែរ។

នៅក្នុងបរិយាកាសនៃវិទ្យាសាស្ត្រដូចជាពន្ធុវិទ្យា យើងអាចនិយាយអំពីលទ្ធភាពនៃការបង្កើតសេវាកម្មប្រភេទថ្មី "សេវាហ្សែន" ដែលនឹងត្រូវបំពេញបំណងប្រាថ្នារបស់មនុស្សក្នុងការកែលម្អហ្សែនរបស់វា។ សេវានេះទំនងជានឹងត្រូវបានបង់ដោយការគាំទ្រពីរដ្ឋ ឬពាណិជ្ជកម្មយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ដែលមនុស្សម្នាក់ៗដែលផ្តល់ថាគាត់ជាសារធាតុរំលាយ នឹងអាចកែតម្រូវព័ត៌មានហ្សែនរបស់គាត់។

ប៉ុន្តែអត្ថិភាពនៃ "សេវាកម្ម" នេះនឹងមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានវឌ្ឍនភាពបច្ចេកទេស និងការផ្លាស់ប្តូរខ្លះនៅក្នុងចិត្តគំនិតរបស់មនុស្ស។

ដូចថ្នាំណាមួយដែរ បច្ចេកវិទ្យាហ្សែនថ្មីអាចប្រើសម្រាប់ "សេរ៉ូមទៅហ្សែន" ដែលមានហានិភ័យរយៈពេលខ្លី ឬរយៈពេលវែង។ វាតែងតែមានហានិភ័យដែលហ្សែននឹងត្រូវបានលុបចេញ ដែលមានលក្ខណៈវិជ្ជមានមិនទាន់ដឹងនៅឡើយ ហើយវាអាចលេចឡើងក្នុងបរិយាកាសផ្សេងៗគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ ហ្សែនដូចគ្នាដែលបង្កឱ្យមានភាពស្លេកស្លាំងនៃកោសិកាជំងឺ ធ្វើឱ្យរាងកាយមានភាពធន់នឹងជំងឺគ្រុនចាញ់។

ទាក់ទងទៅនឹងការព្យាបាលដោយហ្សែន យើងត្រូវសន្មត់ថាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងកោសិកាមេរោគដែលជាផលវិបាកនៃការព្យាបាលដោយហ្សែន somatic ។ ក្នុងកាលៈទេសៈខ្លះវាអាចស្របច្បាប់ (វាគួរតែត្រូវបានគេវាយតម្លៃថាតើមនុស្សបែបនេះអាចត្រូវបានអនុញ្ញាតឱ្យបន្តពូជបន្ទាប់ពីការព្យាបាលឬអត់) ចាប់តាំងពីការកែប្រែកោសិកាមេរោគសម្រាប់ការព្យាបាលអាចនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរតំណពូជនៃមនុស្សជំនាន់ក្រោយ។ ការព្យាបាលដោយហ្សែននៃអំប្រ៊ីយ៉ុងក៏កំពុងអភិវឌ្ឍដែរ ហើយចាំបាច់ត្រូវធ្វើការពិសោធន៍លើអំប្រ៊ីយ៉ុង។ តាមធម្មជាតិ មុនពេលជោគជ័យត្រូវបានសម្រេចក្នុងការសិក្សាទាំងនេះ វានឹងមានការបរាជ័យជាច្រើន ដែលមានន័យថាវត្ថុនៃការសិក្សានឹងត្រូវស្លាប់។ បាទ ក្នុងនាមវិទ្យាសាស្ត្រ និងជាប្រយោជន៍ដល់មនុស្សជំនាន់ក្រោយ ការលះបង់ទាំងនេះអាចសមហេតុផល ប៉ុន្តែនេះមិនអាចរាប់ជាសុចរិតតាមទស្សនៈសីលធម៌បានទេ។

នេះគឺជាផ្នែកទី 1 នៃប្រវត្តិសាស្រ្តនៃហ្សែនដែលហៅថា "គម្រោងហ្សែន" ។ នៅក្នុងផ្នែកនេះ ខ្ញុំនឹងព្យាយាមនិយាយយ៉ាងពេញនិយមអំពីរបៀបដែលវិធីសាស្រ្តដំបូងនៃការអានលំដាប់ហ្សែនបានបង្ហាញខ្លួន អ្វីដែលពួកគេមាន និងរបៀបដែលហ្សែនបានផ្លាស់ប្តូរពីការអានហ្សែនបុគ្គលទៅជាការអានហ្សែនពេញលេញ រួមទាំងហ្សែនពេញលេញរបស់មនុស្សជាក់លាក់។

មិនយូរប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការរកឃើញរបស់ Watson និង Crick (រូបភាពទី 1) វិទ្យាសាស្ត្រនៃហ្សែនបានកើតមក។ Genomics គឺជាវិទ្យាសាស្ត្រនៃការសិក្សាអំពីហ្សែននៃសារពាង្គកាយ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការអានយ៉ាងយកចិត្តទុកដាក់នៃលំដាប់ DNA ពេញលេញ (លំដាប់លំដោយ) និងការគូសវាសរបស់វាទៅក្នុងផែនទីហ្សែន។ វិទ្យាសាស្ត្រនេះក៏ពិចារណាផងដែរអំពីអន្តរកម្មរវាងហ្សែន និងអាឡែសនៃហ្សែន និងភាពចម្រុះរបស់វា លំនាំនៃការវិវត្តន៍ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន។ ការអភិវឌ្ឍន៍នៃតំបន់នេះគឺលឿនណាស់ ដែលរហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ អ្នកកែអត្ថបទដូចជា Microsoft Word មិនស្គាល់ពាក្យ "genome" ហើយព្យាយាមកែវាទៅជាពាក្យ "gnome" ។

អង្ករ។ មួយ។James Watson (ឆ្វេង) និង Francis Crick (ស្តាំ) - អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលរកឃើញ DNA helix ទ្វេ

ការអានហ្សែនដំបូងបំផុតគឺហ្សែនសែលនៃ bacteriophage MS2 ដែលបានសិក្សានៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Walter Fyers ក្នុងឆ្នាំ 1972 ។ នៅឆ្នាំ 1976 ហ្សែន bacteriophage ផ្សេងទៀតត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរ - ការចម្លងរបស់វាហ្សែនដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការបន្តពូជនៃភាគល្អិតមេរោគ។ ម៉ូលេគុល RNA ខ្លីត្រូវបានអានយ៉ាងងាយស្រួល ប៉ុន្តែម៉ូលេគុល DNA ធំមិនទាន់អាចអានបានត្រឹមត្រូវ។ ជាឧទាហរណ៍ លំដាប់អក្សរ 24 នៃលំដាប់ហ្សែន lactose operon ដែលទទួលបានក្នុងឆ្នាំ 1973 ដោយ Walter Gilbert និង Allen Max ត្រូវបានចាត់ទុកថាជារបកគំហើញដ៏សំខាន់នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ។ នេះជាលំដាប់៖

5"—TGGAATTTGAGCGGATAACAATT 3"
3"—ACCTTAACACTCGCCTATTGTTAA 5"

បច្ចេកទេសអាន DNA ដំបូងគឺគ្មានប្រសិទ្ធភាពខ្លាំង ហើយបានប្រើស្លាក DNA វិទ្យុសកម្ម និងវិធីសាស្ត្រគីមីដើម្បីបែងចែកនុយក្លេអូទីត។ ជាឧទាហរណ៍ មនុស្សម្នាក់អាចយកអង់ស៊ីមដែលកាត់លំដាប់នុយក្លេអូទីតជាមួយនឹងប្រូបាប៊ីលីតេខុសៗគ្នាបន្ទាប់ពីអក្សរផ្សេងគ្នា។ ម៉ូលេគុល DNA មាន 4 អក្សរ (នុយក្លេអូទីត) A, T, G និង C ដែលជាផ្នែកមួយនៃ helix ប្រឆាំងទ្វេរដង (ខ្សែសង្វាក់ពីរត្រូវបានតម្រង់ទិសផ្ទុយគ្នា) helix ។ នៅខាងក្នុង helix នេះ nucleotides ទល់មុខគ្នាដោយអនុលោមតាមវិធាននៃការបំពេញបន្ថែម: ទល់មុខ A ក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្សេងទៀតគឺ T ទល់មុខ G គឺ C និងច្រាសមកវិញ។

Gilbert និង Maxam បានប្រើអង់ស៊ីម 4 ប្រភេទ។ កាត់មួយបន្ទាប់ពី A ឬ G ប៉ុន្តែប្រសើរជាងបន្ទាប់ពី A (A> G) ការកាត់ទីពីរប្រសើរជាងបន្ទាប់ពី G (G> A) ទីបីបន្ទាប់ពី C និងទីបួនបន្ទាប់ពី C ឬ T (C + T) ។ ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងចំនួន 4 ជាមួយនឹងប្រភេទនៃអង់ស៊ីមនីមួយៗ ហើយបន្ទាប់មកផលិតផលត្រូវបានដាក់នៅលើជែលមួយ។ DNA គឺជាម៉ូលេគុលដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ ហើយនៅពេលដែលចរន្តត្រូវបានបើក វាដំណើរការពីដកទៅបូក។ ម៉ូលេគុលតូចៗដំណើរការលឿនជាងមុន ដូច្នេះម៉ូលេគុល DNA ដែលត្រូវបានកាត់ជាជួរ។ ក្រឡេកមើលផ្លូវទាំង 4 នៃជែល មនុស្សម្នាក់អាចប្រាប់ពីលំដាប់ណាដែលនុយក្លេអូទីតស្ថិតនៅ។

របកគំហើញនៅក្នុងវិស័យនៃលំដាប់ DNA បានកើតឡើងនៅពេលដែលជីវគីមីវិទូជនជាតិអង់គ្លេស Frederick Sanger ក្នុងឆ្នាំ 1975 បានស្នើនូវអ្វីដែលហៅថា "វិធីសាស្រ្តបញ្ចប់ខ្សែ" សម្រាប់ការអានលំដាប់ DNA ។ ប៉ុន្តែមុននឹងនិយាយអំពីវិធីសាស្ត្រនេះ ចាំបាច់ត្រូវណែនាំពីដំណើរការដែលកើតឡើងកំឡុងពេលសំយោគម៉ូលេគុល DNA ថ្មី។ សម្រាប់ការសំយោគ DNA អង់ស៊ីមមួយត្រូវបានត្រូវការ - DNA-dependent DNA polymerase ដែលអាចបញ្ចប់ការសាងសង់ម៉ូលេគុល DNA ដែលមានខ្សែតែមួយទៅជាខ្សែពីរ។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ អង់ស៊ីមត្រូវការ "គ្រាប់ពូជ" - primer ដែលជាលំដាប់ DNA ខ្លី ដែលអាចភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ូលេគុលដែលមានខ្សែតែមួយវែង ដែលយើងចង់បង្កើតរហូតដល់ខ្សែពីរ។ នុយក្លេអូទីតខ្លួនឯងក៏ត្រូវបានទាមទារក្នុងទម្រង់នៃនុយក្លេអូទីត ទ្រីផូស្វាត និងលក្ខខណ្ឌមួយចំនួន ដូចជាមាតិកាជាក់លាក់នៃអ៊ីយ៉ុងម៉ាញេស្យូមក្នុងកម្រិតមធ្យម និងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។ ការសំយោគតែងតែដើរក្នុងទិសដៅមួយពីចុងហៅថា 5' ទៅចុងបញ្ចប់ហៅថា 3'។ ជាការពិតណាស់ ដើម្បីអាន DNA អ្នកត្រូវការម៉ាទ្រីសច្រើន ពោលគឺច្បាប់ចម្លងនៃ DNA ដែលនឹងត្រូវអាន។

នៅឆ្នាំ 1975 Sanger បានបង្កើតដូចខាងក្រោម។ គាត់បានយកនុយក្លេអូទីតពិសេស (បញ្ចប់) ដែលដោយបានចូលរួមក្នុងខ្សែសង្វាក់ដែលកំពុងលូតលាស់នៃម៉ូលេគុល DNA រំខានដល់ការភ្ជាប់នៃនុយក្លេអូទីតជាបន្តបន្ទាប់ ពោលគឺពួកគេបានបំបែកខ្សែសង្វាក់។ បន្ទាប់មកគាត់បានយកបំពង់សាកល្បងចំនួន 4 ដែលនីមួយៗគាត់បានបន្ថែមនុយក្លេអូទីតទាំង 4 ប្រភេទ និងមួយប្រភេទនៃការបញ្ចប់នុយក្លេអូទីតក្នុងបរិមាណតិចតួច។ ដូច្នេះនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងដែលការបញ្ចប់នុយក្លេអូទីត "A" មានទីតាំងនៅ ការសំយោគនៃម៉ូលេគុល DNA ថ្មីនីមួយៗអាចបំបែកនៅកន្លែងណាមួយដែល "A" គួរតែឈរនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងដែលមានសញ្ញា "G" - គ្រប់ទីកន្លែង។ G គួរតែឈរ ហើយបន្តបន្ទាប់ទៀត។ 4 ផ្លូវពី 4 បំពង់ត្រូវបានអនុវត្តទៅជែល (រូបភាពទី 2) ហើយម្តងទៀតម៉ូលេគុលខ្លីបំផុត "រត់" ទៅមុខ ហើយវែងបំផុតនៅសល់នៅដើមដំបូង ហើយដោយភាពខុសគ្នានៃក្រុម វាអាចប្រាប់បានថាតើនុយក្លេអូទីតមួយណាដែលធ្វើតាម។ ដើម្បីមើលក្រុម នុយក្លេអូទីតមួយក្នុងចំនោមនុយក្លេអូទីតចំនួនបួន (A, T, G, ឬ C) ត្រូវបានដាក់ស្លាក ដោយគ្មានការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី ដោយប្រើអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម។

អង្ករ។ ២វិធីសាស្រ្ត Sanger ។ ស៊េរីបីនៃ 4 បទត្រូវបានបង្ហាញ។

ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនេះ ហ្សែនដែលមានមូលដ្ឋានលើ DNA ដំបូងត្រូវបានអាន ហ្សែន bacteriophage ϕX174 ប្រវែង 5.386 នុយក្លេអូទីត (ហ្សែន MS2 phage ដែលអានមុននេះគឺផ្អែកលើ RNA និងមានហ្សែន 3.569 nucleotides វែង)។

វិធីសាស្រ្ត Sanger ត្រូវបានកែលម្អយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ Leroy Hood ដែលនៅឆ្នាំ 1985 ស្លាកវិទ្យុសកម្មត្រូវបានជំនួសដោយស្លាកសញ្ញា fluorescent ដែលមានពន្លឺ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតលំដាប់ស្វ័យប្រវត្តិដំបូង: ម៉ូលេគុល DNA នីមួយៗឥឡូវនេះត្រូវបានលាបពណ៌ដោយពណ៌ផ្សេងគ្នាអាស្រ័យលើអ្វីដែលអក្សរចុងក្រោយគឺ (នុយក្លេអូទីតដែលមានស្លាកពណ៌ដែលបញ្ចប់ខ្សែសង្វាក់) ។ បំណែកត្រូវបានបំបែកតាមទំហំនៅលើជែល ហើយម៉ាស៊ីននឹងអានវិសាលគមពន្លឺនៃក្រុមដែលចូលមកដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដោយបញ្ចេញលទ្ធផលទៅកុំព្យូទ័រ។ ជាលទ្ធផលនៃនីតិវិធីនេះ ក្រូម៉ាតូក្រាមមួយត្រូវបានទទួល (រូបភាពទី 2) យោងទៅតាមការដែលវាងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតលំដាប់ DNA ដែលមានប្រវែងរហូតដល់ 1000 អក្សរ ជាមួយនឹងចំនួនតិចតួចបំផុត។

អង្ករ។ ៣ឧទាហរណ៍នៃក្រូម៉ាតូក្រាម លើឧបករណ៍បន្តទំនើប ដោយប្រើវិធីសាស្ត្របញ្ចប់ខ្សែសង្វាក់ Sanger និងស្លាកដែលមានពន្លឺ។

អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ វិធីសាស្ត្រដែលបានកែលម្អរបស់ Sanger នឹងក្លាយជាវិធីសាស្រ្តសំខាន់នៃការបែងចែកហ្សែនម៉ាស់ ហើយនឹងត្រូវបានប្រើសម្រាប់គម្រោងហ្សែនទាំងមូលជាច្រើន ហើយ Sanger នឹងទទួលបានរង្វាន់ណូបែលទីពីរផ្នែកគីមីវិទ្យានៅឆ្នាំ 1980 (គាត់បានទទួលជាលើកដំបូងនៅឆ្នាំ 1958 សម្រាប់ការអានអាស៊ីតអាមីណូ។ លំដាប់នៃប្រូតេអ៊ីនអាំងស៊ុយលីន, ប្រូតេអ៊ីនអានដំបូង) ។ ហ្សែនពេញលេញដំបូងនៃសារពាង្គកាយកោសិកាគឺជាហ្សែននៃបាក់តេរីដែលបណ្តាលឱ្យមានទម្រង់មួយចំនួននៃជំងឺរលាកសួត និងរលាកស្រោមខួរ - គ្រុនផ្តាសាយ hemophilusក្នុងឆ្នាំ 1995 ។ ហ្សែននៃបាក់តេរីនេះមានប្រវែង 1,830,137 nucleotides ។ នៅឆ្នាំ 1998 ហ្សែនដំបូងនៃសត្វពហុកោសិកាដែលជាដង្កូវមូលបានលេចឡើង Caenorhabditis elegans(រូបភាពទី 4 នៅខាងស្តាំ) ដែលមាននុយក្លេអូទីតចំនួន 98 លានហើយបន្ទាប់មកនៅឆ្នាំ 2000 ហ្សែនរុក្ខជាតិដំបូងបានលេចឡើង - Arabidopsis thaliana(រូបទី 4 នៅខាងឆ្វេង) សាច់ញាតិរបស់ horseradish និង mustard ។ ហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិនេះមានប្រវែង 157 លាននុយក្លេអូទីត។ ល្បឿន និងមាត្រដ្ឋាននៃលំដាប់លំដោយបានកើនឡើងក្នុងអត្រាដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលមួយ ហើយមូលដ្ឋានទិន្នន័យដែលកំពុងលេចចេញនៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតត្រូវបានបំពេញបន្ថែមកាន់តែលឿន និងលឿនជាងមុន។

អង្ករ។ ៤ Arabidopsis thaliana(ឆ្វេង) និង Caenorhabditis elegans(នៅខាងស្តាំ) ។

ទីបំផុត វាជាវេននៃហ្សែនថនិកសត្វ៖ កណ្តុរ និងហ្សែនមនុស្ស។ នៅពេលដែលនៅឆ្នាំ 1990 លោក James Watson បានដឹកនាំគម្រោងអានហ្សែនរបស់មនុស្សពេញលេញនៅវិទ្យាស្ថានសុខភាពជាតិ (NIH) នៅសហរដ្ឋអាមេរិក អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនមានការសង្ស័យចំពោះគំនិតនេះ។ គម្រោងបែបនេះទាមទារការវិនិយោគប្រាក់ និងពេលវេលាយ៉ាងច្រើន ហើយដោយសារសមត្ថភាពមានកម្រិតនៃម៉ាស៊ីនដែលមានស្រាប់សម្រាប់ការអានហ្សែន ហាក់ដូចជាមនុស្សជាច្រើនមិនអាចទៅរួចនោះទេ។ ម៉្យាងវិញទៀត គម្រោងនេះបានសន្យាថានឹងផ្លាស់ប្តូរបដិវត្តន៍ថ្នាំ និងការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃរាងកាយរបស់មនុស្ស ប៉ុន្តែសូម្បីតែនៅទីនេះក៏មានបញ្ហាដែរ។ ការពិតគឺថានៅពេលនោះមិនមានការប៉ាន់ប្រមាណពិតប្រាកដនៃចំនួនហ្សែននៅក្នុងមនុស្សម្នាក់នោះទេ។ មនុស្សជាច្រើនជឿថាភាពស្មុគស្មាញនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃរាងកាយរបស់មនុស្សបង្ហាញពីវត្តមានរបស់ហ្សែនរាប់រយរាប់ពាន់ ហើយប្រហែលជារាប់លាន ហើយដូច្នេះការតម្រៀបហ្សែនមួយចំនួននេះ បើទោះបីជាលំដាប់របស់ពួកគេអាចត្រូវបានអានក៏ដោយ កិច្ចការដែលមិនអាចទៅរួច។ វាគឺនៅក្នុងវត្តមាននៃហ្សែនមួយចំនួនធំ ដែលមនុស្សជាច្រើនបានសន្មត់ពីភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងមនុស្ស និងសត្វដទៃទៀត ដែលជាទិដ្ឋភាពមួយដែលត្រូវបានបដិសេធជាបន្តបន្ទាប់ដោយគម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្ស។

គំនិតយ៉ាងខ្លាំងនៃការអានហ្សែនរបស់មនុស្សបានកើតនៅឆ្នាំ 1986 តាមគំនិតផ្តួចផ្តើមរបស់ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកដែលបានផ្តល់មូលនិធិជាបន្តបន្ទាប់ដល់គម្រោងនេះរួមគ្នាជាមួយ NIH ។ ការចំណាយនៃគម្រោងនេះត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានថាមានចំនួន 3 ពាន់លានដុល្លារ ហើយគម្រោងនេះផ្ទាល់ត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់រយៈពេល 15 ឆ្នាំដោយមានការចូលរួមពីប្រទេសមួយចំនួននៅក្នុងគម្រោងនេះ៖ ប្រទេសចិន អាល្លឺម៉ង់ បារាំង ចក្រភពអង់គ្លេស និងប្រទេសជប៉ុន។ ដើម្បីអានហ្សែនរបស់មនុស្ស អ្វីដែលគេហៅថា "ក្រូម៉ូសូមបាក់តេរីសិប្បនិម្មិត" (BAC - ក្រូម៉ូសូមសិប្បនិម្មិតបាក់តេរី) ត្រូវបានគេប្រើ។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនេះ ហ្សែនត្រូវបានកាត់ជាបំណែកជាច្រើន ដែលមានប្រវែងប្រហែល 150,000 ពាន់នុយក្លេអូទីត។ បំណែកទាំងនេះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងក្រូម៉ូសូមចិញ្ចៀនសិប្បនិម្មិតដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងបាក់តេរី។ ដោយមានជំនួយពីបាក់តេរី ក្រូម៉ូសូមទាំងនេះកើនឡើង ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទទួលបានច្បាប់ចម្លងជាច្រើននៃបំណែកដូចគ្នានៃម៉ូលេគុល DNA ។ បន្ទាប់មកបំណែកនីមួយៗត្រូវបានអានដោយឡែកពីគ្នា ហើយបំណែកដែលបានអាននៃនុយក្លេអូទីតចំនួន 150,000 ត្រូវបានគ្រោងនៅលើផែនទីក្រូម៉ូសូម។ វិធីសាស្រ្តនេះអនុញ្ញាតឱ្យមានលំដាប់លំដោយត្រឹមត្រូវនៃហ្សែន ប៉ុន្តែវាត្រូវការពេលវេលាច្រើន។

ប៉ុន្តែគម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្សបានផ្លាស់ប្តូរក្នុងល្បឿនយឺតបំផុត។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ Craig Venter និងក្រុមហ៊ុនរបស់គាត់ឈ្មោះ Celera Genomics ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1998 បានដើរតួនាទីដូចគ្នានៅក្នុងប្រវត្តិសាស្រ្តនៃពន្ធុវិទ្យា ខណៈដែលសហភាពសូវៀតមានឥទ្ធិពលលើជនជាតិអាមេរិកទៅកាន់ឋានព្រះច័ន្ទ។ Venter បាននិយាយថាក្រុមហ៊ុនរបស់គាត់នឹងបញ្ចប់គម្រោងហ្សែនរបស់មនុស្សមុនពេលគម្រោងរបស់រដ្ឋាភិបាលត្រូវបានបញ្ចប់។ គម្រោងនេះនឹងត្រូវការត្រឹមតែ 300 លានដុល្លារប៉ុណ្ណោះ ដែលជាប្រភាគនៃការចំណាយនៃគម្រោងរបស់រដ្ឋាភិបាលដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិជ្ជាតម្រៀប "គ្រាប់កាំភ្លើងហ្សេនទាំងមូល" ថ្មី - អានបំណែកខ្លីៗនៃហ្សែនដោយចៃដន្យ។ នៅពេលដែល Francis Collins ដែលបានជំនួសលោក James Watson ជាប្រធានគម្រោងការអានហ្សែនមនុស្សក្នុងឆ្នាំ 1993 បានដឹងពីចេតនារបស់ Venter គាត់មានការភ្ញាក់ផ្អើល។ “ យើងនឹងបង្កើតហ្សែនមនុស្ស ហើយអ្នកអាចបង្កើតកណ្តុរបាន។ Venter បានណែនាំ។ សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រមានការភ្ញាក់ផ្អើល និងដោយសារហេតុផលមួយចំនួន។ ទីមួយ Venter បានសន្យាថានឹងបញ្ចប់គម្រោងរបស់គាត់នៅឆ្នាំ 2001 គឺ 4 ឆ្នាំមុនកាលវិភាគសម្រាប់គម្រោងរបស់រដ្ឋាភិបាល។ ទីពីរ Celera Genomics នឹងទាញយកប្រយោជន៍ពីគម្រោងដោយបង្កើតមូលដ្ឋានទិន្នន័យដាច់ខាតដែលនឹងត្រូវបង់ដោយក្រុមហ៊ុនឱសថពាណិជ្ជកម្ម។

ក្នុងឆ្នាំ 2000 Celera បានបង្ហាញប្រសិទ្ធភាពនៃវិធីសាស្ត្របន្តពូជរបស់នាងដោយការបោះពុម្ពហ្សែនរបស់សត្វរុយផ្លែ Drosophila រួមជាមួយនឹងមន្ទីរពិសោធន៍របស់អ្នកឯកទេសហ្សែន Gerald Rubin (មុននេះ កាំភ្លើងបាញ់ហ្សែនទាំងមូលត្រូវបានប្រើដើម្បីអានហ្សែនដំបូងនៃបាក់តេរី ប៉ុន្តែមានមនុស្សតិចណាស់ដែលជឿថា វិធីសាស្រ្តនេះគឺសមរម្យសម្រាប់ហ្សែនធំ) ។ វាគឺជាការទាត់នេះពីក្រុមហ៊ុនពាណិជ្ជកម្មដែលជំរុញឱ្យមានការវិវឌ្ឍន៍នៃវិធីសាស្រ្តអានហ្សែនដែលប្រសើរឡើង និងទំនើបជាងមុននៅក្នុងគម្រោងហ្សែនមនុស្ស។ ក្នុងឆ្នាំ 2001 កំណែបឋមនៃហ្សែនត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយដោយគម្រោងហ្សែនរបស់រដ្ឋ និង Celera ។ បន្ទាប់មកការប៉ាន់ប្រមាណបឋមនៃចំនួនហ្សែននៅក្នុងហ្សែនរបស់មនុស្សត្រូវបានបង្កើតឡើង 30-40 ពាន់។ នៅឆ្នាំ 2004 កំណែចុងក្រោយនៃហ្សែនបានចេញមក ជិតពីរឆ្នាំមុនកាលវិភាគ។ នៅក្នុងអត្ថបទចុងក្រោយវាត្រូវបានគេនិយាយថាចំនួនហ្សែននៅក្នុងមនុស្សម្នាក់ត្រូវបានគេសន្មត់ថាត្រឹមតែ 20-25 ពាន់ប៉ុណ្ណោះ។ ចំនួន​នេះ​គឺ​អាច​ប្រៀប​ធៀប​នឹង​សត្វ​ដទៃ​ទៀត ជាពិសេស​ជាមួយ​ដង្កូវ C.elegans.

ស្ទើរតែគ្មាននរណាម្នាក់ទាយថាចំនួនហ្សែនដែលធានាដល់ការងាររបស់រាងកាយរបស់យើងអាចមានតិចតួចណាស់។ ក្រោយមក ពត៌មានលំអិតផ្សេងទៀតត្រូវបានគេដឹង៖ ហ្សែនរបស់មនុស្សមានប្រវែងប្រហែលបីពាន់លាននុយក្លេអូទីត ដែលភាគច្រើននៃហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយលំដាប់មិនសរសេរកូដ រួមទាំងការធ្វើឡើងវិញគ្រប់ប្រភេទ។ មានតែផ្នែកតូចមួយនៃហ្សែនពិតជាមានហ្សែន - ផ្នែកនៃ DNA ដែលម៉ូលេគុល RNA មុខងារត្រូវបានអាន។ ការពិតគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយគឺថានៅពេលដែលចំណេះដឹងអំពីហ្សែនរបស់មនុស្សបានកើនឡើង ចំនួននៃហ្សែនដែលបានស្នើឡើងបានថយចុះតែប៉ុណ្ណោះ៖ ហ្សែនដែលមានសក្តានុពលជាច្រើនបានប្រែក្លាយទៅជា pseugenes (ហ្សែនមិនដំណើរការ) ក្នុងករណីផ្សេងទៀត ហ្សែនជាច្រើនបានក្លាយជាផ្នែកមួយនៃដូចគ្នា ហ្សែន។

អត្រាបន្តបន្ទាប់បានកើនឡើងជាលំដាប់។ ក្នុងឆ្នាំ 2005 ហ្សែន Chimpanzee ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយ ដែលបញ្ជាក់ពីភាពស្រដៀងគ្នាដ៏អស្ចារ្យរវាងស្វា និងមនុស្ស ដែលត្រូវបានគេមើលឃើញដោយអ្នកសត្វវិទ្យាកាលពីអតីតកាល។ នៅឆ្នាំ 2008 ហ្សែននៃសត្វឆ្អឹងកងចំនួន 32 ត្រូវបានអានទាំងស្រុង រួមមាន ឆ្មា ឆ្កែ សេះ ម៉ាកាក ក្រូច និងដំរី ហ្សែន deuterostome ឆ្អឹងខ្នង 3 ហ្សែនសត្វល្អិត 15 ប្រភេទ ហ្សែនដង្កូវ 7 និងហ្សែនបាក់តេរីរាប់រយ។

ទីបំផុតនៅឆ្នាំ ២០០៧ មនុស្សជាតិបានឈានទៅដល់លទ្ធភាពនៃការបែងចែកហ្សែនរបស់មនុស្សម្នាក់ៗ។ មនុស្សដំបូងគេដែលអានហ្សែនបុគ្គលពេញលេញគឺ Craig Venter (រូបភាពទី 4) ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះហ្សែនត្រូវបានអានតាមរបៀបដែលវាអាចប្រៀបធៀបក្រូម៉ូសូមរបស់ Venter ដែលបានទទួលមរតកពីឪពុកម្តាយទាំងពីរ។ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេរកឃើញថារវាងក្រូម៉ូសូមមួយទៅសំណុំមួយផ្សេងទៀតនៅក្នុងមនុស្សម្នាក់មានភាពខុសគ្នានៃនុយក្លេអូទីតប្រហែលបីលានមួយអក្សរ ដោយមិនរាប់បញ្ចូលចំនួនដ៏ធំនៃតំបន់ផ្សេងៗគ្នាដ៏ធំនោះទេ។ មួយឆ្នាំក្រោយមក ហ្សែន diploid ពេញលេញរបស់ James Watson ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយ (រូបភាព 5) ។ ហ្សែនរបស់ Watson មានការជំនួសអក្សរតែមួយចំនួន 3.3 លានបើប្រៀបធៀបទៅនឹងហ្សែនរបស់មនុស្សដែលមានការកត់សម្គាល់ដែលក្នុងនោះច្រើនជាង 10,000 បណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីនដែលសរសេរកូដសម្រាប់ហ្សែនរបស់គាត់។ ហ្សែនរបស់ Watson មានតម្លៃ 1 លានដុល្លារ ពោលគឺតម្លៃនៃការអានហ្សែនបានធ្លាក់ចុះជាង 3,000 ដងក្នុងរយៈពេល 10 ឆ្នាំ ប៉ុន្តែនេះមិនមែនជាដែនកំណត់នោះទេ។ សព្វថ្ងៃនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវប្រឈមមុខនឹងភារកិច្ចនៃ '1 ហ្សែន - $ 1000 - 1 ថ្ងៃ' ហើយវាហាក់ដូចជាមិនអាចទៅរួចទៀតទេជាមួយនឹងការមកដល់នៃបច្ចេកវិទ្យាលំដាប់ថ្មី។ ផ្នែកបន្ទាប់នៃ "រឿង" នឹងប្រាប់អំពីពួកគេ។

អង្ករ។ 5 James Watson និង Craig Venter គឺជាមនុស្សដំបូងគេដែលបានអានហ្សែននីមួយៗ។

1. Watson J, Crick F: រចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់អាស៊ីត Deoxyribose Nucleic. ធម្មជាតិ 1953(171):737-738។
2. Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W: Nucleotide លំដាប់នៃការសរសេរកូដហ្សែនសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីន bacteriophage MS2 ។ ធម្មជាតិ 1972, 237(5350):82-88។
3. Fiers W, Contreras R, Duerinck F, Haegeman G, Iserentant D, Merregaert J, Min Jou W, Molemans F, Raeymaekers A, Van den Berghe A et al: លំដាប់នុយក្លេអូទីតពេញលេញនៃ bacteriophage MS2 RNA: រចនាសម្ព័ន្ធបឋម និងអនុវិទ្យាល័យនៃការចម្លង ហ្សែន។ ធម្មជាតិ 1976, 260(5551): 500-507។
   
4. Gilbert W, Maxam A: លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃប្រតិបត្តិករ lac ។ Proc Natl Acad Sci U S A 1973, 70(12):3581-3584។
   
5. Maxam AM, Gilbert W: វិធីសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់ការរៀបចំ DNA ។ Proc Natl Acad Sci U S A 1977, 74(2):560-564។
   
6. Sanger F, Nicklen S, Coulson AR: លំដាប់ DNA ជាមួយនឹងថ្នាំទប់ស្កាត់ខ្សែសង្វាក់។ Proc Natl Acad Sci U S A 1977, 74(12):5463-5467។
   
7. Smith LM, Sanders JZ, Kaiser RJ, Hughes P, Dodd C, Connell CR, Heiner C, Kent SB, Hood LE: ការរកឃើញពន្លឺនៅក្នុងការវិភាគលំដាប់ DNA ដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ ធម្មជាតិ 1986, 321(6071):674-679។
   
8. Fleischmann RD, Adams MD, White O, Clayton RA, Kirkness EF, Kerlavage AR, Bult CJ, Tomb JF, Dougherty BA, Merrick JM et al: លំដាប់ចៃដន្យនៃហ្សែនទាំងមូល និងការប្រមូលផ្តុំនៃ Haemophilus influenzae Rd ។ វិទ្យាសាស្រ្ត 1995, 269(5223): 496-512។
   
9. លំដាប់ហ្សែននៃ nematode C. elegans: វេទិកាសម្រាប់ការស៊ើបអង្កេតជីវវិទ្យា។ វិទ្យាសាស្រ្ត 1998, 282(5396): 2012-2018។
   
10. ការវិភាគនៃលំដាប់ហ្សែននៃរុក្ខជាតិផ្កា Arabidopsis thaliana ។ Nature 2000, 408(6814):796-815។
    
11. Adams MD, Celniker SE, Holt RA, Evans CA, Gocayne JD, Amanatides PG, Scherer SE, Li PW, Hoskins RA, Galle RF et al: លំដាប់ហ្សែនរបស់ Drosophila melanogaster ។ វិទ្យាសាស្រ្ត 2000, 287(5461): 2185-2195។
    
12. Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG, Smith HO, Yandell M, Evans CA, Holt RA et al: លំដាប់នៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ វិទ្យាសាស្រ្ត 2001, 291(5507): 1304-1351។
    
13. Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J, Devon K, Dewar K, Doyle M, FitzHugh W et al: លំដាប់ដំបូង និងការវិភាគនៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ Nature 2001, 409(6822):860-921។
    
14. ការបញ្ចប់លំដាប់ euchromatic នៃហ្សែនរបស់មនុស្ស។ Nature 2004, 431(7011):931-945។
    
15. លំដាប់ដំបូងនៃហ្សែនរបស់សត្វស្វា និងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងហ្សែនរបស់មនុស្ស។ ធម្មជាតិ 2005, 437(7055):69-87។
    
16. Levy S, Sutton G, Ng PC, Feuk L, Halpern AL, Walenz BP, Axelrod N, Huang J, Kirkness EF, Denisov G et al: លំដាប់ហ្សែន diploid របស់មនុស្សម្នាក់ៗ។ PLoS Biol 2007, 5(10):e254។
17. Wheeler DA, Srinivasan M, Egholm M, Shen Y, Chen L, McGuire A, He W, Chen YJ, Makhijani V, Roth GT et al: ហ្សែនពេញលេញរបស់បុគ្គលដោយការធ្វើលំដាប់ DNA ស្របគ្នាច្រើន។ Nature 2008, 452(7189):872-876។

ផ្នែកទី 2 - នៅទីនេះ

ពន្ធុវិទ្យាត្រូវបានគេហៅថាជាធម្មតាមួយនៃសាខានៃជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល។ ភារកិច្ចចម្បងរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងអ្វីដែលហៅថាលំដាប់ហ្សែន - ការសិក្សានៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃ DNA និង RNA ។ កុំច្រឡំពាក្យ ពន្ធុវិទ្យា និងហ្សែន។ ហ្សែនទាក់ទងនឹងការសិក្សាអំពីយន្តការនៃតំណពូជ និងភាពប្រែប្រួល ហើយហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីអនុវត្តចំណេះដឹងដែលទទួលបាន។

ពីប្រវត្តិសាស្ត្រវិទ្យាសាស្ត្រ

ក្នុងនាមជាតំបន់ពិសេស ហ្សែនត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1980-1990 រួមជាមួយនឹងការលេចចេញនូវគម្រោងដំបូងសម្រាប់ការរៀបចំលំដាប់លំដោយ (ការវិភាគម៉ូលេគុល) នៃហ្សែននៃប្រភេទភាវៈរស់មួយចំនួន។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន

នៅក្នុង genomics ទំនើប មានផ្នែករងជាច្រើន៖

• ហ្សែនប្រៀបធៀប ឬវិវត្តន៍ វាត្រូវបានផ្អែកលើការប្រៀបធៀបនៃអង្គការ និងខ្លឹមសារនៃហ្សែននៃសារពាង្គកាយមានជីវិតផ្សេងៗ។
• ហ្សែនមុខងារ - សិក្សាលម្អិតអំពីមុខងារនៃហ្សែន ឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើសកម្មភាពហ្សែន។
• ហ្សែនតាមរចនាសម្ព័នដោះស្រាយជាមួយនឹងលំដាប់លំដោយ ការវិភាគម៉ូលេគុលនៃ DNA ដោយឈរលើមូលដ្ឋាននៃផែនទីហ្សែនត្រូវបានបង្កើត និងអាចប្រៀបធៀបបាន។

ហេតុអ្វីបានជាយើងត្រូវការហ្សែន

ហ្សែនមួយចំនួនធំនៃអតិសុខុមប្រាណផ្សេងៗ (ជាចម្បងបង្កជំងឺ) ត្រូវបានឌិកូដ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចស្វែងរកហ្សែនគោលដៅគ្រឿងញៀននៅទីនេះ និងផលិតថ្នាំថ្មី។

ហ្សែនត្រូវបានយល់ថាជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃជីវវិទ្យាទូទៅ។ វា​អាច​ចូល​រួម​ចំណែក​យ៉ាង​សំខាន់​ក្នុង​ការ​អភិវឌ្ឍ​បច្ចេកវិទ្យា​ជីវសាស្ត្រ កសិកម្ម និង​ការ​ថែទាំ​សុខភាព។

នៅក្នុងមន្ទីរពេទ្យមួយក្នុងរដ្ឋ Wisconsin ក្មេងទើបចេះដើរតេះតះអាយុ 3 ឆ្នាំបានធ្វើឱ្យគ្រូពេទ្យភ្ញាក់ផ្អើលជាយូរ។ ក្នុង​កុមារ​នេះ ពោះវៀន​មាន​សភាព​ហើម ហើយ​មាន​អាប់ស​ស្ទើរតែ​ទាំងស្រុង ។ កុមារ​ម្នាក់​នេះ​បាន​រួច​ជីវិត​ពី​ការ​វះ​កាត់​ជាង​មួយ​រយ​នៅ​អាយុ​បី​ឆ្នាំ។ ទារកត្រូវបានគេផ្តល់ឱ្យនូវលំដាប់ពេញលេញនៃតំបន់សរសេរកូដនៃ DNA របស់គាត់ ហើយពិរុទ្ធជននៃជំងឺនេះត្រូវបានគេកំណត់អត្តសញ្ញាណ - ប្រូតេអ៊ីន XIAP ដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់សញ្ញានៃការស្លាប់កោសិកាដែលបានរៀបចំឡើង ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ។ ដោយសារតែការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ អ្នកឯកទេសខាងសរីរវិទ្យាបានផ្តល់អនុសាសន៍ឱ្យធ្វើការប្តូរខួរឆ្អឹង។ ទារកត្រូវបានសង្គ្រោះ។

ករណីមួយទៀតទាក់ទងនឹងជំងឺមហារីក atypical ចំពោះស្ត្រីអាយុសាមសិបប្រាំបួនឆ្នាំដែលទទួលរងពីទម្រង់ស្រួចស្រាវនៃជំងឺមហារីកឈាម promyelocytic ។ នៅពេលប្រើវិធីសាស្ត្រវិនិច្ឆ័យស្តង់ដារជំងឺមិនអាចត្រូវបានរកឃើញទេ។ ប៉ុន្តែនៅពេលធ្វើការបកស្រាយ និងវិភាគហ្សែននៃកោសិកាមហារីក គេអាចរកឃើញថាផ្នែកធំនៃក្រូម៉ូសូមទីដប់ប្រាំបានផ្លាស់ប្តូរទៅទីដប់ប្រាំពីរ ដែលបង្កឱ្យមានអន្តរកម្មហ្សែនជាក់លាក់មួយ។ អ្នកជំងឺត្រូវបានចេញវេជ្ជបញ្ជាឱ្យមានការព្យាបាលគ្រប់គ្រាន់។