Η κατανόηση της λειτουργίας όλων των ανθρώπινων κυττάρων

Κολοσσιαίο έργο για την κατανόηση της λειτουργίας όλων των ανθρώπινων κυττάρων

Η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, που ολοκληρώθηκε στο γύρισμα της χιλιετίας, χαρακτηρίστηκε και ήταν πράγματι μεγάλο επίτευγμα, ιδίως με τα τεχνικά μέσα της εποχής. Ομως, πέρα από τον εντοπισμό των γονιδίων και του τμήματος του γενετικού κώδικα, που δεν κωδικοποιεί πρωτεΐνες και δεν γνωρίζουμε την ακριβή λειτουργία και χρησιμότητά του, δεν μπόρεσε να απαντήσει στο βασικό και βαθύτερο πρόβλημα: Πώς ακριβώς λειτουργεί το ανθρώπινο σώμα και πώς εκδηλώνονται οι διάφορες ασθένειες. Για να δοθεί απάντηση σε αυτό, χρειάζεται να ξέρουμε την ταυτότητα κάθε τύπου κυττάρου σε κάθε ιστό, ποια γονίδια, πρωτεΐνες και άλλα μόρια είναι ενεργά σε κάθε τύπο, ποιες διεργασίες ελέγχουν αυτήν τη δραστηριότητα, πού ακριβώς βρίσκεται κάθε κύτταρο, πώς τα κύτταρα αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο και τι συμβαίνει στη λειτουργία του οργανισμού όταν αλλάξουν γενετικές ή άλλες πλευρές του κυττάρου. Αυτές και πολλές άλλες αναγκαίες πληροφορίες κάνουν το έργο της συλλογής τους, για την κατασκευή μιας σύνθετης βάσης δεδομένων, να μοιάζει αδύνατο. Ωστόσο, ένα διεθνές κονσόρτσιουμ έχει αναλάβει να επιτελέσει αυτό το έργο. Πρόκειται για τον «Ατλαντα Κυττάρων του Ανθρώπου» (Human Cell Atlas).

Οπως θα έπρεπε να περιμένει κανείς στον καπιταλισμό, «αγαθοεργοί» κεφαλαιοκράτες του χώρου της Πληροφορικής εμπλέκονται από την αρχή στην προσπάθεια αυτή, με πρώτο και καλύτερο τον Μαρκ Ζάκερμπεργκ του «Facebook». Παρά την υπόσχεση της διαφάνειας των αποτελεσμάτων σε όλους τους ερευνητές, η υποστήριξη με υπολογιστικά συστήματα και χρηματοδότηση της όλης προσπάθειας, πέρα από κίνηση σχετιζόμενη με τη λεγόμενη «εταιρική κοινωνική ευθύνη», δίνει και πλεονέκτημα στην αξιοποίηση των πληροφοριών που θα συγκεντρωθούν με προφανείς εφαρμογές στον ιατρικό - και όχι μόνο - τομέα.

Ο άτλαντας, που θα συγκεντρώνει πληροφορίες από πραγματοποιημένες και μελλοντικές ερευνητικές εργασίες, μπορεί να γίνει εφικτός χάρη σε πλειάδα τεχνολογικών επιτευγμάτων. Μεταξύ τους η πρόοδος στα εργαλεία απομόνωσης μεμονωμένων κυττάρων, ελέγχου των πρωτεϊνών ενός κυττάρου οποιαδήποτε στιγμή (οι πρωτεΐνες είναι θεμελιώδες συστατικό του οργανισμού), η γρήγορη και φτηνή αποκωδικοποίηση του DNA και του RNA. Θα ενσωματώσει το ανθρώπινο γονιδίωμα (τα γονίδια), τη δομή του RNA που φτιάχνεται από τα γονίδια, όλες τις πρωτεΐνες που υπάρχουν στον ανθρώπινο οργανισμό, όλα τα μικρότερα μόρια (σάκχαρα, λιπαρά οξέα και αμινοξέα), που σχετίζονται ή παράγονται από τις κυτταρικές διεργασίες και όλες τις μεταβολικές χημικές αντιδράσεις, των οποίων οι ταχύτητες είναι διαφορετικές ανάλογα με τις συνθήκες. Στη συνέχεια, αυτά τα ευρήματα θα χαρτογραφηθούν σε διαφορετικές υποπεριοχές των κυττάρων. Τα ολοκληρωμένα αποτελέσματα αναμένεται να οδηγήσουν σε ένα εργαλείο που θα προσομοιώνει όλους τους τύπους και τις καταστάσεις των κυττάρων στο σώμα και θα προσφέρει βαθύτερη κατανόηση στις διεργασίες που σχετίζονται με τις ασθένειες και τους δυνατούς τρόπους παρέμβασης σε αυτές.

Ενα από τα πιο προχωρημένα τμήματα του «Ατλαντα Κυττάρων του Ανθρώπου» είναι ο συνεχώς ενημερωνόμενος «Ατλαντας των ανθρώπινων πρωτεϊνών», που ξεκίνησε το 2003 και ήδη περιέχει την πλειοψηφία των πρωτεϊνών. Ενσωματώνει εργασία 100 ανθρωποετών στην ανάπτυξη λογισμικού για την παρακολούθηση και οργάνωση των δεδομένων, 10 εκατομμύρια εικόνες χαρακτηρισμένες από παθολόγους και ένα χάρτη υψηλής ανάλυσης για τις θέσεις περισσότερων των 12.000 πρωτεϊνών σε 30 διαφορετικά κυτταρικά υποδιαμερίσματα ή οργανέλλες.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»