génjeink: sors vagy valószínûség? – »az ôssejtig vagyok minden...

A genomika viszonylag fiatal tudomány, mely a gének összességét, illetveazok kapcsolatának mintázatát vizsgálja. A genomprogramok befejezôdésevalóságos forradalmat jelent a biológiában és az orvostudományban. A gén-térkép, a genetikai chiptechnológia és a bioinformatika ismerete és alkal-mazása olyan mértékben teszi elôrejelezhetôvé egyes betegségek megjelené-sét, amilyenrôl korábban még csak nem is álmodhattunk. De tudatábankell lennünk, hogy az öröklött gének általában inkább valószínûséget jelen-tenek, nem pedig végzetet, sorsot. A környezeti tényezôknek is fontos sze-repe van az örökölt gének „megszólalásában”, például a betegségek kialaku-lásában – éppen ezért kiemelten fontos az esélyelemzés lehetôsége. A geno-mikával nagymértékben összefügg korunk biológiájának másik nagy terü-lete: az ôssejtkutatás. Az ôssejtek bizonyos fejlôdési irányokba még nemvagy csak kevéssé elkötelezett sejtek, melyek szaporításával és fejlôdésükirányításával számos betegséget kezelhetünk és gyógyíthatunk majd. A pers-pektíva lenyûgözô, az orvoslás teljesen új fejezete kezdôdött el.

A genetika forradalmával kapcsolatos kérdések szakmailag és etikailag isigen bonyolultak, s napjainkban a laikus közönség is fokozottan érdeklôdikirántuk. Az elôadás ezért a tudományos eredmények bemutatásán túl a ge-netikára vonatkozó tipikus szemléletmódokat is tárgyalja. 289

Falus András

immunológus

az MTA levelezô tagja

1947-ben született. 1970-ben

végzett az ELTE Természettudo-

mányi Karának biológus szakán.

1983-ban a biológiai tudomány

kandidátusa, majd 1990-ben

akadémiai doktora lett; 2001-tôl

az MTA levelezô tagja.

Pályáját a Semmelweis Orvos-

tudományi Egyetemen kezdte,

1994-tôl a SOTE Genetikai, Sejt-

és Immunbiológiai Intézetének

igazgatója, egyetemi tanár.

A Semmelweis Genomikai Háló-

zat szervezôje. Több külföldi

egyetemen volt vendégpro-

fesszor, illetve vendégkutató

(Odense, Harvard, Osaka, Bern).

Számos hazai és külföldi nem-

zetközi tudományos társaság-

nak és folyóiratok szerkesztôbi-

zottságának tagja. Ismeretter-

jesztô tevékenységét 2001-ben

„Az év ismeretterjesztô tudósa”

díjjal jutalmazták. Az MTA Általá-

nos Immunológiai, Biokémiai és

Molekuláris Biológiai, valamint

Sejt- és Fejlôdésbiológiai Bizott-

ságának tagja. A 2004. október

4–7. között Budapesten rende-

zendô elsô Immungenomikai

Világkongresszus elnöke.

Fôbb kutatási területei: az or-

vosi biológia (sejtbiológia, gene-

tika), az immunológia, az orvosi

genomika; a citokinek hatásme-

chanizmusa, a citokinreceptorok

jelátvitelének molekuláris szer-

vezôdése, a hisztamin és a sejt-

osztódás kapcsolata.

FALUS ANDRÁS

Génjeink: sors vagy valószínûség? – »Az ôssejtig vagyok minden ôs«

Genom, genomprogramok,genomikaA genetika – illetve egyre inkább a genomika – forradalmát egy felbecsül-hetetlen jelentôségû áttörés: a genomprogramok befejezése és az eredmé-nyek közzététele tette lehetôvé. Természetesen nem csupán az emberigenomról, hanem más fajok, például az egér, a szôlômuslica (a genetikusokegyik kedvenc „háziállata”), különféle férgek, baktériumok, illetve növé-nyek, például a rizs genomjáról is szó van, hiszen a DNS, illetve a genetikaikód egységes és univerzális a ma ismert élô rendszerekben. Ma már önökközül bárki – akinek van számítógépe és csatlakozni tud a világhálóhoz –gyakorlatilag szabadon felkeresheti azokat a genetikai adatbankokat, aholmajdnem a szó szoros értelmében naprakészen lehívható bármely emberigén betûsorrendje, illetve a génrôl, azok funkciójáról megjelent információksora. Szabadon hozzáférhetôk azok az információk, amelyekbôl tájékozód-hatunk az egyes génekhez kapcsolható tulajdonságokról vagy betegségek-rôl, az etnikumok közötti eltérésekrôl és még sok más aktuálisan megismerttényrôl. Fantasztikus korban élünk; utódaink nem is fogják érteni, miértnem ujjongtunk, lelkesedtünk éjjel-nappal, miért nem errôl írtak a napila-pok – hiszen ami az elmúlt két évben történt, az a tudomány történeténekolyan mérföldköve, mint a nagy földrajzi felfedezések vagy az elsô ûrutazá-sok. 2003. április 14-én bejelentették, hogy az emberi genom „szövegköny-ve”, azaz a hárommilliárdnyi bázispár sorrendje gyakorlatilag száz százalék-ban ismert. Olyan ez, mint a könyvkiadási folyamat, ahol az utolsó nyom-dai levonat lényegében már hibátlanul olvasható. Mi, akik az elsô olvasóilehetünk ennek a programnak, az emberiség történelme során elsôként lép-hetünk be egy fantasztikus könyvtárba, ahol minden „könyv” (azaz min-den gén – embernél kb. 25–28 ezer darab) elolvasható. Valami minôségilegúj veheti kezdetét: a gének – az összes gén – értelmének, jelentôségének,egymás közötti összefüggésének megértése.

Ez a forradalom teremtette meg a genomikát, a gének összességénekvizsgálatát jelentô új tudományt. Mostantól fogva egyszerre tudjuk akár azösszes emberi (és más élôlényeket meghatározó) gént – s ami még ennél is fontosabb – azok összjátékát, „összhangzattanát” vizsgálni. Mostantólkezdve a biológia nagykorúsága kezdôdött le, és genom alapú, genom lép-tékû biológiáról (például az immunológia és a gyógyszertan esetében im-munogenomikáról, illetve farmakogenomikáról) beszélünk.

E tudományos áttörés – nagy jelentôségébôl adódóan – szerencsére ha-mar elért a döntéshozó testületekhez is. Az Európai Unió 6. fejlesztési ke-retprogramja elsôként kiemelt tematikus prioritásként támogatja az emberiegészséggel kapcsolatos genetikai, genomikai kutatást és fejlesztést, illetve apopulációk összehasonlítását lehetôvé tevô biobankok létrehozását. Az a2,25 milliárd eurós támogatás, amit a keretprogramban erre elôirányoztak,minden idôk egyik legnagyobb tudományos támogatásának számít, s össze-mérhetô az Egyesült Államok ilyen irányú állami támogatásával.

Mi a háttere ennek a kiemelt támogatásnak, mely korábban még a nyu-290

Mindentudás Egyeteme

Gén:a DNS azon szakasza, amelyegy bizonyos örökölt tulajdon-ságért felelôs. A gén fehérjét(vagy fehérjéket) kódol, illetvemás gének mûködését szabá-lyozza.

Genom:genetikai állomány, egy élôlényösszes genetikai információja.A genom nagy részét egyelôreismeretlen funkciójú hulladék-DNS teszi ki, csak töredékét alkotják a gének. Az emberigenom hárommilliárd nukleo-tidból áll, ennek körülbelül1–1,5 százalékát adják a gének,amelyek becsült száma huszon-öt–harmincezer.

Genomprogramok:különféle fajok genetikai állo-mányát feltérképezô – azaz agenom nukleotid-szekvenciájátmegállapító – kutatási progra-mok. Az emberi genom mellettmár számos más faj genomját isfeltérképezték (pl. közönségeslúdfû, rizs, Drosophila, C.elegans, egér, számos bakté-rium stb.).

Genomika:nagyszámú gén szerkezeténekés funkciójának egyidejû tanul-mányozását végzô, forradal-mian új tudományterület.Napjainkban zajló elképesztôfejlôdését a genomprogramok,a nukleinsav-chiptechnológiaés a bioinformatika együttesmegjelenése tette lehetôvé.A genomikai kutatások a gene-tikai háttér újszerû feltárásávalúj alapokra helyezik a biológiaszinte összes területét.

gati világban is elképesztônek számított volna? Venetianer Pál akadémikus2002-ben a Mindentudás Egyetemén elhangzott elôadása (MindentudásEgyeteme, 1. köt. 43–55. p.) szemléletes képet festett a DNS, illetve a gén-kutatás lehetôségeirôl és távlatairól. Én ott szeretném folytatni, ahol ô be-fejezte.

A genomA genom, azaz a genetikai állomány a gének és más genetikai információkösszessége – ember esetében az az adattömeg, amely négy nukleotidbázis (= négy „betû”) kicsit több mint hárommilliárd betûbôl álló szövegébenrejlik. A szöveg maga a dezoxiribonukleinsav, a DNS, ez a sejtenként mint-egy két méter (!) hosszú szálacska. (Ha összeadjuk az összes sejtben lévôDNS hosszát, az egész szervezetben mintegy 4,6 fénynapnyi hosszúságúDNS van – a Naprendszer legtávolabbi bolygója, a Plútó nem egészen hatfényórányira van a Naptól!)

Az egyes sejtekben, szövetekben a szöveg egy kisebb részérôl – a külön-bözô funkcióknak megfelelô génekrôl – nukleinsav-másolat készül: ez azún. „küldönc”, angolul messenger RNS. Majd a sejtek citoplazmájábanfehérjék szintetizálódnak, ahol három nukleotidbázis (betû) kódol egy ami-nosavat. A DNS négy betût kombináló kódnyelve tehát itt alakul át a húszbetû kombinációiból álló „fehérjeszöveggé”. Mind a 1014 sejtünkben kétpéldányban (ún. diploid formában) fordul elô ez a DNS-ben írott kód, ki-véve az ivarsejteket, ahol csak egy példány van belôle (haploid forma).

A DNS a sejt osztódása során fantasztikus módon feltekeredik, és ekkora megrövidülô DNS-molekulák fénymikroszkóppal is jól láthatók. Az em-berben 23 pár nukleinsav-szál, azaz 23 pár DNS van, ezek a kromoszómák.Ebbôl huszonkét pár testi kromoszóma, egy pár pedig szexkromoszóma:ez nôkben két X-kromoszóma, férfiakban egy X- és egy Y-kromoszóma.

291

falus andrás á Génjeink: sors vagy valószínûség?

adeninAA

timinTT

guaninGG

citozinCC

Az élet négybetûs ábécéje.

A DNS-molekulában elôforduló

szerves bázisok

DNS:dezoxiribonukleinsav; az örök-lôdés anyaga minden élô szer-vezetben. Két láncból álló óriás,amely négyféle nukleotidot tar-talmaz. A nukleotidok sorrend-je hordozza a genetikai infor-mációt.

RNS: ribonukleinsav; a DNS-sel el-lentétben nem kettô, hanemegy láncból álló óriásmolekula,amelynek különféle típusai a fehérjeszintézisben töltenekbe kulcsszerepet.

Sejt:az élet szervezeti és mûködésiegysége – a legalapvetôbb egy-ség, amely független élô rend-szerként mûködhet.

Kromoszóma:erôsen feltekeredett állapotbanlévô DNS-molekula és speciá-lis fehérjék (ún. hisztonok)együttese. Minden kromoszó-ma több ezer gént tartalmaz-hat. Az ember testi sejtjeiben23 pár kromoszóma van (23anyai és 23 apai eredetû), ame-lyek összesített DNS-tartalmakinyújtva körülbelül két méterhosszú lenne.

A négybetûs ábécé (A, T, G, C) lineáris kódjának univerzalitása JamesWatson és Francis Crick zseniális modelljébôl ismert. A két fiatal tudósbátor elképzelése a DNS szerkezetérôl – mely Rosalind Franklin és MauriceWilkins eredményeit is felhasználta – épp ötven éve, 1953-ban jelent meg.Itt indult a történet, s mára a molekuláris genetika és a genomika oly mér-tékben fejlôdött, hogy eljutott a napi gyakorlati felhasználás szintjére.A génsebészet technológiája (tehát a molekuláris eszközökkel, enzimekkel,hordozókkal, baktériumokkal, mesterséges és szintetikus nukleinsav-dara-bokkal végzett beavatkozás) lehetôvé tette a betûsor elolvasását, s végül hoz-zájutottunk a hárommilliárd betû információjához (ha egy betû egy milli-méter lenne, akkor a Duna teljes hosszának felelne meg ez az adatsor).

Amikor az emberi genomprogram 1988–1989-ben elindult, egyes kro-moszómákat, illetve azon belül egyes szakaszokat kezdtek „elolvasni” (ide-gen kifejezéssel szekvenálni), majd megpróbálták a darabokat összeilleszte-ni. Közben egy újabb „olvasási technikát” fedeztek fel: egymást átfedôDNS-szakaszokra vágták a teljes DNS-t, tehát az elolvasott kisebb darabokvégeinek átfedésben kellett lenniük. A „puzzle” összerakását az idôközbenrohamosan fejlôdô számítógépes szoftverekre bízták: gépek számolják ki ésrendezik össze a látszólag kaotikus darabok sokaságát. Ma már lényegébenteljesen automatikus a szekvenálás, a gépek naponta több millió betût ol-vasnak el és raknak sorba. Vitathatatlan tény, hogy a genomika fejlôdését azinformatika, a számítástechnika bevonása rendkívül felgyorsította.

Az emberi genom fôbb jellemzôiAz emberi genomnak csak egy nagyon kis, talán egy-két százalékos hánya-dát képezik a gének. További néhány százalékában a gének másolását szabá-lyozó régiók vannak, de óriási területeken csupa fehérjét nem kódolóDNS-szakasz található. Ezek nagy része ismétlôdô nukleotidok sorozatát292


Enzim:fehérje, mely specifikusan kata-lizál egy biokémiai reakciót asejtben.

Szekvencia: egy makromolekulát (pl.DNS-t vagy fehérjét) felépítôkisebb molekulák sorrendje.

Szekvenálás:egy makromolekulát (pl.DNS-t vagy fehérjét) felépítôkisebb molekulák sorrendjé-nek meghatározása.

Fehérjemolekula:génje által kódolt, aminosavak-ból álló óriásmolekula. A fehér-jék biológiai funkciója alapvetôés igen változatos: többek kö-zött enzimek, szerkezeti fehér-jék és jelátviteli folyamatokbanrészt vevô molekulák szerepel-nek köztük.

Nukleotid:négyféle szerves bázis (adenin,citozin, guanin, timin) valame-lyikéhez kötött cukor (dezoxi-ribóz) és foszfátcsoport; a DNSépítôköve. (Az RNS-ben lévônukleotidok timin helyetturacilt, dezoxiribóz helyett pedig ribózt tartalmaznak.)

Emberi kromoszóma

tartalmazza: régebben ezt „hulladék”-DNS-nek nevezték, talán azért, mertegyelôre lényegében fogalmunk sincs ezek jelentôségérôl. Érdekes, hogy azalacsonyabb rendû életformákban a genom mérete sokkal kisebb, de a gé-nek száma nem arányosan kevesebb. Például a szôlômuslica genomjában,mely az emberénél sokkal kisebb, 18 ezer gén van. Az emberi genom tehátnagyon „híg” – olyan, mint a Szahara felülnézetbôl, ahol sok szürke ho-mok, de kevés színes oázis (vagyis gén) látható. Mindennek a jelentôségérôlvalóban keveset tudunk, de tudásunk fehér foltjai naponta satírozódnak be,és talán egy-két év múlva megértjük a fehérjéket nem kódoló, ismétlôdôszakaszok jelentôségét is.

Kiderült, hogy az emberi rasszok nagyon hasonlóak: a DNS szintjéncsupán 0,1 százaléknyi eltérés van a kaukazoid, negroid és orientál populá-ciók között. Meglepetést okozott, hogy a legnagyobb különbség a férfiak ésnôk között áll fenn, nem csupán a szexkromoszómák eltérése (az Y-kromo-szóma jelenléte vagy hiánya) miatt, hanem a DNS egyéb (ún. posztszin-tetikus, azaz a szintézis utáni) módosulásai következtében (ilyen például azegyik nukleotid metilációja, azaz egy metilcsoport hozzákapcsolódása). Át-lagosan azonban minden ezredik nukleotid-betûnk mutáns, ezek a pont-mutációk. Vagyis mintegy nagyságrendileg hárommillió eltérô pont van azemberi genomban egy másik ember genomjához képest (ezek zöme perszea nem kódoló szakaszokra esik, ami természetesen nem zárja ki, hogy funk-cionális jelentôségük van).

A nukleinsav-chiptechnológiaA géntechnológia fejlôdésével már az 1970-es évek végétôl, az 1980-asévektôl pedig gyorsuló ütemben jelentek meg olyan technikák, amelyek-kel egyaránt mérni lehetett a DNS pontmutációit és a gének átírását,azaz megszólalását. Míg a DNS-szintû változások az egész szervezet min-den sejtjére vonatkoznak, a küldönc RNS-ek sokasága az adott sejtetjellemzi, hiszen értelemszerûen más fehérjékre van szükség egy izomsejt-ben, mint egy ideg- vagy májsejtben. Az aktív nukleinsavak kimutatá-sának elve azon alapul, hogy két nukleinsav-szál egymás kiegészítôje(komplementer), tehát az A betûvel szemben mindig T, a G-vel szembenC van. Például egy AGGCCTTATTCCGCGT szakasszal szemben min-dig TCCGGAATAAGGCGCA helyezkedik el. Ha az utóbb említett sza-kaszhoz jelzôanyagot (festéket vagy izotópot) kapcsolunk, megjelöli,láthatóvá teszi az elôbbi nukleinsav-darabot, miután összekapcsolódottvele. Megfelelô egyedi szakaszt választva ezzel a technikával („nukleinsavhibridizáció”) egy-egy gén vagy génvariáns jelenléte specifikusan kimu-tatható.

Az áttörés másik eleme olyan eljárás, amelyet DNS-chiptechnológiánakneveznek. Bevezetéséhez egy Kaliforniában élô magyar származású kutató,Steven Fodor is jelentôs mértékben hozzájárult. A technológia alapja, hogyegy kis felületre, annak síkban meghatározott pontjaira ismert nukleotid-sorrendû DNS-szálakat visznek fel. Ezt az elrendezést a számítógép rögzíti– tehát két koordináta alapján egyértelmûen meghatározható, hogy melyik 293


Nukleinsav chip

Nukleinsav-chip (DNS- ésRNS-chipek; microarray):a genetikai kutatásokat forra-dalmasító, a genomika kialaku-lását lehetôvé tévô eszköz, illet-ve technológia. Egy-két négy-zetcentiméteres, külsôre a szá-mítógépchipekre hasonlító,szilikon alapú lemez, amelynekfelszínére adott genetikai szek-venciákat visznek fel, adott tér-beli elrendezôdésben. Az ígylétrejövô nagy sûrûségû mátrixparamétereit bioinformatikaiadatbázisban rögzítik. A vizs-gált – a lapka felszínére jutta-tott – mintában lévô genetikaiszekvenciák (gének vagy gén-szakaszok) a bázispárosodás el-ve alapján kötôdhetnek a gén-chip felszínén lévô szekven-ciákhoz. Az így létrejövô és szá-mítógéppel elemzett mintázat-ból lehet megmondani, milyengének fejezôdnek ki a vizsgáltmintában (sejtben, szövetben).

ponton mely génnek (bármely emberi vagy más fajhoz tartozó génnek, pél-dául fertôzô vírusok, baktériumok génjének) megfelelô szakasz található.Egy ilyen chipen (amire nincs még jó magyar szavunk, és nagyon megkö-szönnénk, ha valaki segítene megfelelô kifejezést találni; Józsa Bélánénakköszönöm a „lapka” szó ötletét) akár több ezer vagy akár tízezer nukleinsav-pontocska is elhelyezhetô egy-két négyzetcentiméteren, más szóval az ösz-szes emberi gén reprezentánsa elfér egy kis lemezen.

294


Az összes emberi gén reprezen-

tánsa elfér egy kis lemezen

Két chipmintázat egymásból való

„kivonása”1. állapot (egészséges) 2. állapot (daganatos) (eltérés)

A második lépésben a minta felvitele történik. Megfelelô módon izolál-juk a DNS-t vagy a küldönc RNS-t a szövetbôl – vagy akár a vérmintából –,megjelöljük (például zölden vagy pirosan fluoreszkáló festékkel), majd a je-lölt mintát ráöntjük a DNS-chipre. Minthogy a megfelelô nukleinsav-darabcsak a vele „komplementer” szakaszhoz tud kötôdni a lemezke felszínén, amintában lévô nukleinsav-darabkák a megfelelô pontokon lévô szálakkalkapcsolódnak, ami „felülrôl” könnyen látható. A számítógép „szeme” leta-pogatja a lemez felszínét és jelzi, hogy mely pont „pozitív”, majd a memóriá-ból azonnal elôhívható, hogy mely DNS-elemnek megfelelô nukleinsav-sza-kasz volt a mintában. Így lehet például fertôzéseket nagyon gyorsan kimu-tatni a megfelelô mikroba nukleinsavjának egyedisége alapján.

A módszer teljesítôképessége igen nagy, hiszen több nagyságrenddel(ezerszeresére-tízezerszeresére) emelte az egyidejûleg kimutatható génsza-kaszok számát. Például több ezer fertôzés diagnosztikája lehetséges akár egycsepp vérnek megfelelô mintából. Ez már igazi nanotechnológia: pár nano-gramm-pikogramm (azaz a gramm milliárd, illetve ezermilliárd része) tö-megû minta is elég lehet a munkához. A módszer hatalmas elônye, hogy agénmintázat számítógépesen rögzíthetô, tárolható és összehasonlítható másmintákkal.

Kialakult az in silico genomika, tehát csupán a számítógép elôtt is lehetkorszerû, jelentôs tudományos munkát végezni. Nem kell mást tenni,„csak” – megfelelô kérdéseket feltéve – a nemzetközi adatbázisokról lehívnia megfelelô mintázatot, és összehasonlítani a helyben kapottal. Ez melleslega tudományos kutatás egyfajta nagyon rokonszenves „demokratizálása” is,hiszen a gyakran nagyon drága („nedves”) laboratóriumi eljárások mellettegyesek a számítógépes kutatás alapján is új, jelentôs összefüggések nyo-mára bukkanhatnak mások eredményei alapján, és új kérdésfelvetés révénúj következtetésekre juthatnak.

A chiptechnológia révén – amelyet már Magyarországon is sok helyenalkalmaznak, például az MTA Szegedi Biológiai Központban – nem csu- 295


DNS-mintázat azonosítása adat-

bázisból

vizsgált minta

mintákazadat-bázisból

pán a DNS, hanem a sejtek, szövetek génkifejezôdése is mérhetô RNS- és fehérje-chipek/lapkák révén. Ezeket expressziós chipeknek nevezzük.Ezekben az esetekben már a sejtenként eltérô küldönc RNS, illetve a spe-cifikusan szintetizált fehérjemintázat is összehasonlítható. Egy fertôzés ha-tását például a nem fertôzött mintához képest két eltérô színnel jelöltRNS-kivonattal tudjuk összemérni – akár az összes emberi génre nézve.Ezúttal már nemcsak igen-nem, hanem mennyiségi („több-kevesebb”)változásokat is látunk, az adott gén kifejezôdésének mértékével arányosan.A két chipmintázat összehasonlítását a két kép egymásból való „kivonásá-val” érhetjük el. Olyan ez, mint gyerekkorunk játéka, amikor két, részle-teiben nagyon gazdag képen a különbségeket kellett megtalálni. A számí-tógép ezt játszi könnyedséggel tudja elvégezni, szoftverek sokaságát fejlesz-tették ki erre a kiértékelésre, amelyhez egy központi adatbázisban való ke-resés is hozzátartozhat.

A fantasztikus ebben az eljárásban a „génhalászat” lehetôsége, hiszen ez-úttal nem eddigi tudásunk, hipotézisünk (idegen szóval: prekoncepciónk)határozza meg, hogy mely géneket analizáljuk, hanem a chipre felvitt összesgén esetleges eltérésére rákérdezünk. Minthogy egyelôre rengeteg olyanemberi gén van, amelynek a nukleotid-sorrendjét már ismerjük, de funkció-ját még nem, a chiptechnológiával e gének szerepét vagy már ismert funk-ciójú gének új feladatait tárhatjuk fel. Lélegzetelállító sebességgel nô a vizs-gálható kérdések köre, és robbanásszerûen kiterjedt a vizsgálható genetikaiháttér is. A chiptechnológia bevezetése a biológiába a nanotechnológiát je-lenti, és csak ahhoz az ugráshoz mérhetô, amelyet a félvezetôk és tranziszto-rok elterjedése jelentett az elektronikában.

A kulcs: a bioinformatikaA genomprogramok és a chiptechnológia mellett a genomika harmadik,hatalmas jelentôségû oszlopa a bioinformatika. Az elôbbiekbôl érzékel-hetô volt, milyen hatalmas adathalmazt kapunk minden egyes chip leolva-sásakor. Például csak ezer, elvileg független pont esetén és csak az igen-nem lehetôségeket tekintve ez 21000 (kb. 10300), vagyis kimondhatatlanulsok variációt jelent. (Emlékezzünk csak a sakk feltalálójának teljesíthetet-len kérésére: ô „mindössze” 264 búzaszemet kért jutalmul.) Ha azt is szá-mításba vesszük, hogy az expressziós chipek nem csupán az igen-nem, ha-nem a jobban-kevésbé kérdésre is választ adnak, a variációk mértéke több-szörösen meghaladja a ma ismert világegyetem atomjainak számát. Ezt azadatfeldolgozást csak számítógépek képesek elvégezni.

Az eljárás lényege, hogy a különbözô – például egy-egy beteget jelzô –mintákból nyert chipmintázatok elemzésénél a komputer összerendezi amennyiségileg hasonló adatokat, illetve az egyéneket mint a forrásokat(például betegcsoportokat). Ez egy ún. kluszterképzô korrelációs függvény;ennek eredményeképpen egymás mellé kerülnek az összetartozó adatok, éskirajzolódik valamiféle, az adathalmaz tengerében addig nem látható össze-296


Bioinformatika:egy jelenleg formálódó tudo-mányterület, amely a legfejlet-tebb számítástechnikai mód-szerek és a molekuláris biológiaeszközei segítségével rögzíti,rendszerezi és analizálja a geno-mikai kutatásokból származógigantikus adatmennyiséget.

Mi a különbség?

függés. Új génkapcsolatok jönnek létre, a mai szoftverek már önállóan (on-line) kommunikálnak a genetikai adatbankokkal, és a legfrissebb informá-ciókat is beépítik egy-egy génchip eredményeinek kiértékelésébe. Bizton ál-líthatom, hogy a bioinformatikus szakma – amelyet most kezdenek oktatnivilágszerte – a legkeresettebb foglalkozások közé tartozik majd az elkövet-kezô években.

Példák a genomika alkalmazásáraA következôkben szeretném néhány példa segítségével érthetôvé tenni agenomikai eljárás lényegét, és azt az eddig ismeretlen lehetôséget, amit a genomika az elôrebecsülés – idegen szóval a predikció – területén jelent.

TumorgenomikaAz elsô példámban két melanomás betegcsoport vizsgálatáról lesz szó.A melanoma a legrosszabb indulatú emberi bôrrák, amely sajnos egyre na-gyobb számban fordul elô. Európában, az Egyesült Államokban és Ausztrá-liában évi százezer új melanomást diagnosztizálnak, és évente több minthúszezer beteg hal meg (Magyarországon kb. 1200 új beteg és több mintháromszáz haláleset van évente). Még ijesztôbb, hogy az elmúlt évekbenmegduplázódott a betegség elôfordulása (ennek valószínû okaira itt nemtérek ki). A betegség kezdetben alig észlelhetô: egy-egy kicsit megváltozottanyajegy, bôrkiemelkedés kezd el nôni leggyakrabban a hajas fejbôrön, a 297


Kluszterképzés chipmintázatok

elemzésébôl

egyedi minták minták

gének

gének

számítógép

n u k l e i n s a v - c h i p e k a d a t a i h i e r a rc h i k u s h a l m a z o k

felsôtesten vagy a karokon. Ezek könnyen és problémamentesen eltávolít-hatók. Az igazi veszélyt a metasztázis, tehát a tumorsejtek más szervekre,szövetekre való észrevétlen átterjedése jelenti. Az egyik – sajnos elég gya-kori – áttét a májat célozza meg: mire eltávolítják a bôrdaganatot, a tumor-sejtek gyakran már a májban terjednek.

Amerikai kutatók a következô kísérletet végezték el. Melanomás betegekeltávolított bôrdaganataiból izolálták a küldönc RNS-t, és egy körülbe-lül kétezer gént tartalmazó chipen meghatározták az egyes betegek gén-expressziós profilját. Tizennyolc hónappal késôbb a betegeket két csoportraosztották aszerint, hogy jelentkezett-e náluk a májdaganat mint áttét vagynem. A májáttétben szenvedô és az attól mentes betegek génchip-mintá-zatait betáplálták a számítógépbe, hogy a komputer válassza ki azokat a gé-neket, amelyek együttes kifejezôdése az egyik vagy a másik csoportra leg-inkább jellemzô.

A számítógép a körülbelül kétezer génbôl hét olyan gént választott ki,amelyek együttes kifejezôdése esetén (azaz ha a róluk készült küldönc RNSmár a korai bôrdaganatban is jelen van) a májáttét bekövetkeztének valószí-nûsége szinte száz százalék. Viszont ha akár csak egyikük is hiányzik,ugyanennyi az esélye a májrák elkerülésének.

Mi ennek a jelentôsége? Ha az orvos a genomikai elemzés alapján elôretudja az áttéttel kapcsolatos nagyfokú kockázatot, a legradikálisabb kezelésistratégiát alkalmazhatja (kemoterápia, besugárzás). Ám ha „megjósolható”az, hogy nem lesz májáttét, nem kell a legkeményebb és sok hátrányos kö-vetkezménnyel járó kezelési formákat bevetni. Külön érdekesség, hogy ahét gén közül eddig csak négynek-ötnek ismertük valamennyire a funkció-ját, a másik kettô-három azonosítása most zajlik. Azt viszont, hogy a hétgén együttes mintázata, szinkronizált „megszólalása” mit jelent, csak mostkezdjük megsejteni.

A másik példa a nyirokrendszer egyik rákos megbetegedésével kapcsolatoshasonló probléma. Az ún. Non-Hodgkin-limfóma egyik változata a diffúznagysejtes B-sejt-limfóma. Ennek a súlyos betegségnek eddig nem volt igazánkielégítô szövettani, immunológiai diagnózisa, sôt az egyes géneket sem tud-tuk eredményes kimutatni a betegség kimenetelének esélyelemzésekor.

A chiptechnológia és a bioinformatikai elemzés ezúttal is nagy megle-petést okozott. A tumoros nyirokszövetekbôl izolált RNS-chipek elemzé-sekor – néhány ezer gén mintázatának összehasonlításával – a számítógé-pes kluszteranalízis élesen két csoportra választotta a betegeket. Az igazimeglepetés a túlélési statisztikák elemzésekor érte a kutatókat és orvo-sokat: kiderült, hogy míg az egyik csoport 70 százaléka még tíz évnélhosszabb idô után is életben van, a másik csoportnak már csak 25–30 szá-zaléka él a diagnózis utáni második-harmadik évben. Az orvos tehát egykövetkezô beteg diagnózisának felállításakor elôre megítélheti a beteg kilá-tásait, a predikció pedig döntôen befolyásolja a kezelési stratégiát, ami –minthogy sokkal elôbb történhet, mint a hagyományos eljárások során ál-talában – életeket menthet meg.

Sajnos tartozunk az igazságnak azzal, hogy ez a megközelítés ma még avilágon mindenhol kísérletes stádiumban van, és még sehol nem része a re-298


Génexpresszió (génkifeje-zôdés):általában véve a génben kódoltinformáció átírása hírvivôRNS-sé, illetve lefordítása fe-hérjévé (az információ elôszörRNS-re íródik át, majd ez alap-ján elkészülhet a fehérje).A génexpresszió kifejezéstazonban olyan összefüggésbenis használjuk, amikor egy adottsejt- vagy szövetféleség génjei-nek mûködési mintázatát vizs-gáljuk. Ezek az expressziós vizs-gálatok egy adott sejt- vagy szö-vettípus géntermékeinek (hír-vivô RNS-ek vagy fehérjék) jelenlétére, mennyiségére és je-lenlétük idôtartamára összpon-tosítanak (RNS- és fehérje-chi-pek segítségével).

A génexpresszió mintázata(génexpressziós profil) ugyanisaz adott sejt vagy szövet funk-ciójától és aktuális állapotátólfügg. Az expressziós összeha-sonlító vizsgálatokkal – ame-lyek akár az egész genomra iskiterjedhetnek – kiszûrhetôkazok a gének, illetve kombiná-cióik, amelyek expressziója(vagy éppen „elhallgatása”) pél-dául egy beteg sejtre vagy szö-vetre jellemzô, míg egy egész-séges sejtre vagy szövetre nem(„génhalászat”).

guláris orvosi diagnosztikának, illetve kezelésnek. Mindazonáltal az orvos-biológiai és egyéb (például üzleti, egészségbiztosítási) motivációk igen erô-sek, s rengeteg laboratórium dolgozik jelenleg is azon, hogy ezek az eljárá-sok bekerüljenek a mindennapi gyakorlatba. A kutatásokat hatalmas, afeladat jelentôségéhez méltóan jól finanszírozott európai programok is tá-mogatják.

AllergiaKözismert, hogy az allergia szinte népbetegségnek tekinthetô. Már ErdeiAnna professzor asszony is beszélt kitûnô elôadásában (Mindentudás Egye-teme, 2. köt. 175–186. old.) az allergia patomechanizmusáról, és már ô isemlített bizonyos örökletes tényezôket a betegségre való hajlam tekinteté-ben. Erre lehet példa a következô eredmény, mely a Semmelweis Egyetemés a Heim Pál Gyermekkórház együttmûködésével született meg.

Ismeretes, hogy az asztma a légzôrendszer olyan idült betegsége, mely-nek során bizonyos fehérvérsejtek (az ún. eosinophil granulociták) túlzottannagy számban vándorolnak be a tüdôbe, és ott hosszan tartó gyulladástokoznak. E fehérvérsejtek egy fehérjetermészetû hívójelre sereglenek a tü-dôbe, és okoznak ott jelentôs komplikációkat. Sikerült olyan génmutációttalálni, amely e hívójel-fehérje génjének szabályozó szakaszában található.Ha ez a variáns fordul elô a gyerekekben, a tüdôbe tóduló fehérvérsejtekszáma akár három-négyszerese is lehet azokénak, akik e tekintetben szeren-csésebb géneket kaptak. Ez is predikciót jelent: ezeknél a betegeknél akár atünetek megjelenése elôtt is lehet vizsgálni, hogyan csökkenthetô az allergi- 299


Tumorgenomika – Non-Hodgkin-

limfóma

Parlagfû pollen

gének

„germinális”típus

„aktivált B-sejt”típus

zálódás veszélye – hogyan kerülhetô el például egy allergiát kiváltó bakteriá-lis (Chlamydia) fertôzés, amely bizonyos genetikai háttér esetén különösenhajlamosít asztmára.

ZsíranyagcsereHasonló – a tünetek elôtti – prevenció lehetséges a zsíranyagcsere genetikaihibájából bekövetkezô betegségben is (1985-ben ezért a felfedezésért ka-pott Nobel-díjat két kutató – M. S. Brown és J. L. Goldstein). Bár a beteg-ség csak húsz éves kor körül manifesztálódik, a megszületés pillanatától diagnosztizálható a genetikai eltérés, és diétával, a felszívódás gyógyszeressegítésével elkerülhetô vagy jelentôs mértékben enyhíthetô a súlyos kór.

FarmakogenomikaA genetikai sokféleség – mint említettük, átlagosan minden ezredik nuk-leotid-betûnk mutáns – elképesztô távlatokat nyitott a gyógyszertanban is.Ismert, hogy a nagyszámú emberen bevált gyógyszerek egyeseknél kevésbé,másoknál fokozottan hatékonyak. Azt is tudjuk – saját mindennapos ta-pasztalatainkból –, hogy nagyon sok gyógyszernek vannak nem kívánt,sokszor súlyos mellékhatásai. Kiderült, hogy több pontmutáció együtteselôfordulása – amelyek önmagukban, egyenként is genetikai sajátosságok-nak tekinthetôk – egészen egyedi arculatot ad mindenkinek. Az az érdekes– az oka azonban ma még rejtély –, hogy ezek a pontmutációk a semmilyenfehérjét nem kódoló, ismétlôdô szakaszokban (a genom „szaharai homok-jában”) is jelen vannak.

Tíz ilyen pontmutáció együttes mintázata egymillió, húsz pedig máregymilliárd ember között tud különbséget tenni – s minden emberi ge-nomban körülbelül hárommillió van belôlük. Sokfélék vagyunk tehát, amia populáció, az emberi faj tekintetében nagy elônyt jelent. Példának okáértnézzük a következô vizsgálatot. Egy gyógyszer (az Alzheimer-kórt enyhítôenzimgátló vegyület) használata esetén mellékhatást mutató és nem mutatóbetegeknél kerestek és találtak olyan pontmutáció-mintázatot (természe-tesen számítógéppel, bioinformatikai eljárással), amely egyértelmûen kü-lönbséget tesz a két csoport között. Ennek a mintázatnak az ismeretébenegy gyógyszerezetlen betegnél nagy valószínûséggel prognosztizálható lesz,hogy mely csoporthoz tartozik, vagyis hogy ajánlott vagy nem javasolt szá-mára az adott gyógyszer szedése. Folyik egy olyan, országos szintû genomi-kai elemzés is, amelynek célja, hogy a DNS pontmutációk alapján elôre je-lezze az egyik, gyerekkorban gyakori rák (akut limfoid leukémia) gyógysze-res kezeléseinek mellékhatását. Ennek ismeretében csökkenthetôk a mel-lékhatások, és gyorsabb lehet a gyógyítás. A génchipen levô gének kifejezô-dési mintázatából az is megállapítható, hogy az adott beteg hogyan válaszolmajd egy gyógyszeres kezelésre.

A genomika új, eddig elképzelhetetlen távlatokat nyit meg a személyreszabott orvoslásban – abban, hogy valaki olyan és annyi gyógyszert kapjon,amely számára, az ô genetikai hátterével a legelônyösebb. Ugyanez mond-300


A géntechnológia eszközei két

rokon bakteriális vírus DNS-

molekuláinak összekapcsolására

is használhatók

ható el a védôoltások személyre tervezésérôl is, hiszen az immunmemóriaoptimális kialakítása is számos genetikai tényezôtôl függ, s ezek nagy részétmár ma is lehet monitorozni.

SportgenomikaHogy ne csak a betegségekrôl legyen szó (hiszen a gének nem azért vannak,hogy betegséget okozzanak – írja Matt Ridley Génjeink címû könyvében –),nézzünk egy példát a humán genomika egyik legizgalmasabb és legkihívóbbterületérôl, a sportgenomika körébôl. Ma már egyértelmû eredmények utal-nak arra, hogy egy bizonyos edzésadagra genetikailag eltérô emberek másteljesítménnyel reagálnak. Meglepôen nagyszámú olyan ún. „jelölt” gént ta-láltak, amelyeknek bizonyos változatai bizonyos sportágakban egyesekneknagyobb esélyt adnak azonos edzésmunkát végzô társaikhoz képest. Bár er-rôl sokunknak Aldous L. Huxley Szép új világa jut eszébe – s lelki szemeinkelôtt megjelenik egy edzô, aki egy kis génchip-berendezéssel vizsgálja a je-lentkezô gyerekeket –, tudnunk kell, hogy ez csak egyik tényezôje a sikeressportteljesítménynek. Ugyanakkor a sportgenomika a sajnos várhatóan ha-marosan megjelenô géndopping kimutatására, illetve a sportsérülések sike-resebb gyógyítására is alkalmasnak látszik.

A multigénes betegségek és a környezeti hatásokA fentiek egyértelmûen jelzik, hogy a biológiai jellegzetességek, illetve a be-tegségek zöme sok komponens együttes elôfordulásától függ. Nagyon kevésaz olyan betegség, amelyet egyetlen örökölt gén okoz. Ez azonban nemmeglepô, hiszen – bár léteznek például a növekedést közvetlenül befolyá-soló gének, mégsem csak törpék és óriások vagyunk – legtöbbünk inkábbátlagos testméretû. Van azonban néhány monogénes kórkép is. Ilyen a sze-rencsére ritka vitustánc, a Huntington chorea, ahol az egyik kromoszómán, 301


Farmakogenomika

a DNS-ben egy CAG-betûhármas ismétlôdésének nagy száma – és ennekmegfelelôen az egyes fehérjékben felépülô ún. poliglutamin-sziget – okozvégzetes, ma még nem gyógyítható betegséget. A betegségek zöme azonbantöbb géntôl függ, amelyek legtöbbje a környezeti hatásokra való reaktivitás,érzékenység mértékét határozza meg – tehát nem végzetet, hanem valószí-nûséget jelent. Jó példa erre egy súlyos tüdôbetegség (COPD), amelynekfellobbanása alapvetôen életmódfüggô: a dohányzás rendkívüli mértékbenfokozza a betegség genetikai hátterének érvényesülését, kialakulásának esé-lyét, illetve súlyosságát. De említhetnénk a tüdôrákot is, amelynek mintegy90 százalékát a dohányzás okozza.

Egyértelmû például, hogy a dohányzás, a kóros elhízás, az alkoholizmusés még számos más faktor eltérôen hat az egyes daganatok kialakulásánakkockázatára, vagyis a rendszer nagyon komplex. Ugyanez igaz a magas vér-nyomásra, a cukorbetegségre és a szív- és érrendszeri betegségekre is.

Valóban nagyon sok múlik az örökölt géneken, a ma már kísérletileg, aközeljövôben pedig a napi orvoslásban is chip- és más genomikai technoló-giákkal (például valós idejû génerôsítés) mérhetô génexpressziós mintáza-tokon. De világosan kell látnunk, hogy szervezetünk olyan, mint egy soktagból álló zenekar, s bár vannak pillanatok, amikor egy-egy szóló meghatá-rozó jelentôségû – és minden „hamis hang” feltûnô –, az egész mû élmé-nyében a teljes zenekari összhangzat a döntô – és ez több mint az egyeshangszerek összessége.

Örökölt ellenálló képességA betegségre hajlamosító génkombinációk mellett érthetôen nagy figyelemirányul azokra a genetikai változatokra, amelyek az egyes betegségekkelszembeni fokozott ellenálló képességet valószínûsítik. Már számos ilyenkombinációt írtak le, s az egyik legizgalmasabb korunk pestise, az AIDSkapcsán vetôdött fel. Mint köztudott, ez a betegség egy vírusfertôzés (HIV)hatására szerzett immunhiány miatt alakul ki. Bebizonyosodott, hogy a si-

302


A HIV-vírus két receptorhoz

kötôdik

Cigarettareklám, plakát

gp 41

gp 120

vírus

koreceptorsejt

kapcsolódásCD4receptor

keres fertôzéshez a HIV-vírusnak nem egy, hanem két receptorhoz kell kö-tôdnie a megtámadott sejtek felszínén. Néhány éve tudjuk, hogy a másodikreceptor jelentôs genetikai változatosságot mutat: egyes variánsai kisebberôvel ragadják meg a vírust, ezért az ilyen variánst hordozó személyek né-hány százalékkal ellenállóbbak a HIV-fertôzéssel szemben (évi több milliófertôzés esetében ez a néhány százalék is igen jelentôs populációt jelent).

Nagy általánosságban elmondható, hogy az ún. északi népek (példáulbalti, skandináv) etnikumaiban nagyobb eséllyel fordul elô a HIV-kötôdéstgyengítô mutáció, mint az ún. déli (például mediterrán) populációban. Mi,magyarok e tekintetben „északiak” vagyunk. Érdekes volt megvizsgálni,hogy a velünk élô roma honfitársaink (akik egy elég valószínû elképzelésszerint indiai, tehát „déli” eredetûek), melyik variációját hordozzák e recep-tornak. Kiderült, hogy feltételezett déli eredetük ellenére a Magyarorszá-gon élô romák is az „északi” kategóriába tartoznak. A meglepô észlelet hát-terében az a több száz évig tartó vándorlás állhat, amelynek során egyéb jár-ványok esetén is mindig elônyt jelentett, ha valaki a mutáns génváltozatothordozta. Ezek az emberek kezdetben kisebbségben voltak az indiai eredetûroma populációban, majd fokozatosan szelektálódtak, tehát a populációnbelül növekedett azok aránya, akik mutánsok voltak, vagyis ellenállóbbakaz adott fertôzéssel szemben. Ôk továbbörökítették a mutációt, s így jöttlétre évszázadok alatt a mai eloszlás.

Másfelôl ha belegondolunk ebbe a mintába, nyilvánvaló, hogy mind-nyájan a nagy középkori járványok valamely elônyös genetikai variánssalrendelkezô túlélôinek leszármazottjai vagyunk.

Ôssejtek – embrionális és felnôtt változatok

A genetika/genomika egyik nyilvánvaló alkalmazási területét a modernsejtbiológia egyik legnagyobb eredménye, az ôssejtkutatás jelenti. Ôssejtek-nek (pontosabban törzssejteknek) az olyan, még nagyon sokféle potenciálisfejlôdési lehetôséggel rendelkezô sejteket nevezzük, amelyek érésük soránvalamely sejtcsoport kialakulásáért felelôsek. A legelsô és legtökéletesebbôssejt a megtermékenyített petesejt, hiszen szervezetünk minden sejtje eb-bôl alakul ki. Ezek az „omnipotens” sejtek biológiai hatóanyagok (növeke-dési faktorok, hormonok) és más sejtekkel való érintkezések hosszú soránmennek át, és potenciális fejlôdési lehetôségeik egyre szûkülnek. A csont-velô sejtjeibôl már csak a vérképzô szervek sejtjei alakulnak ki, bár az utóbbiidôben felvetôdött, hogy a változás nem is annyira egyirányú, mint azt ed-dig hittük. Éppen az emberi genomprogramok adtak hatalmas mennyiségûinformációt arról, hogy milyen „útjelzô” táblák mûködnek az emberi szer-vezetben, és hogyan zajlik ez a mûködés.

Az ôssejtekbôl elvileg sokféle szövet alakítható ki, de nagyon fontos,hogy élesen elkülönítsük az embrionális és a felnôtt ôssejteket. Bár ma 303


AIDS-vírusrészecskék bimbóznak

egy fehérvérsejt felszínén

„… az ôssejtig vagyok minden

ôs …” Szalay Lajos illusztrációja

József Attila A Dunánál c. verséhez

sokkal többet tudunk az embrionális ôssejtekrôl, felhasználásuk kikerül-hetetlen etikai kérdéseket vet fel, hiszen nem lehet egy emberi embriótcsak azért létrehozni, hogy például májszövetet készítsünk belôle. Etikusalternatív megoldás lehet a köldökzsinór-ôssejtek alkalmazása, hiszen vi-lágra jöttünkkor mindannyiunkhoz tartozik egy ilyen struktúra-szövetda-rab, benne igen sok multipotens ôssejttel. Hatalmas energiával folyik vi-lágszerte a kutatás, de ismereteim szerint ez még mindenhol csupán kísér-


Csontvelôi felnôtt ôssejtek

Az ôssejtek felhasználási

lehetôségei

leti stádiumban van. Még reménytelibb az igazi felnôtt ôssejtek megtalálá-sa és felhasználása – én személy szerint ebben látom a legnagyobb lehetôsé-get. Ennek kutatása még sok idôt igényel, de már napjainkban is számosmáj-, bôr- és zsírszövetsejtet használnak fel arra, hogy potenciális ôssejtetnyerjenek belôlük.

A modellkísérletek mindig is fontos szerepet játszottak a tudományoskutatásban. A genomika korszakában nagyon sok olyan (ún. transzgeni-kus) állattal dolgozunk, amelyben egy vagy több gén „kiütésére” (knock-out), vagy éppen bevitelére (knock-in) került sor. Minthogy ezeket a géne-ket az ôssejtekbe visszük be, az állat minden sejtjében jelen van vagy hiány-zik az adott gén, tehát jelentôsége az egész szervezet szintjén tanulmányoz-ható. A gyorsan fejlôdô képalkotó eljárásokkal az egész állat, például egyegér teljes szervezetében kimutatható egy gén „megszólalása”. Nemrég írtakle például egy olyan egértörzset, amelyben egy genetikai eltérés (mutáció)rezisztenssé teszi az állatot a rákos burjánzás ellen. Ha megtalálják az ezértfelelôs egérgént, majd megkeresik az azzal homológ emberi gént – és re-ményteljes kutatás kezdôdik a rák elleni küzdelemben.

Génetika – határok és korlátokA genetika/genomika zavarba ejtôen sok, teljesen új etikai, jogi és világné-zeti kérdést vet fel, ezért nem árt megfogalmazni néhány szemléletbeliirányelvet. Talán még sosem voltak a természet- és a társadalomtudomá-nyok olyan közeli „áthallásban”, mint ezen a területen. A világ törvényho-zói új kihívások elôtt állnak, sosem látott helyzetekre kell választ adni, újkérdésekben kell konszenzust teremteni.

Azt hiszem, egy tudomány akkor válik felnôtté, ha képes kijelölni sajáthatárait. Németh László írja: nem igaz, hogy a tudós fausti kérdéseket vet 305


Genetikailag módosított kísérleti

modellállatok

„knock-out” „knock-in”

a B-gén „kiütése” egy X-gén hozzáadása

Knock-out – knock-in állat:olyan állat, amelybôl vagyamelybe egy vagy több géntcélzottan eltávolítottak vagybevittek kutatási célból.A knock-out – knock-in álla-tok (pl. egerek) az orvosbioló-giai kutatások fontos modell-szervezetei.

fel, tehát eladhatja lelkét az ördögnek a teljes végsô igazságért. A tudomány– és ez alól a genetika/genomika sem kivétel – nem a végsô nagy, abszolútigazságot, hanem a kisebb-nagyobb részletkérdéseket vizsgálja. Ne nézzükle a részletkérdéseket, hiszen jobbára egészségünkkel, betegségeinkkel, abioszférával, élelmiszereinkkel, és gyerekeink, unokáink életével kapcsola-tosak. A hatalmas új paradigmának, amit a genom léptékû biológia és or-vostudomány jelent (a mezôgazdaságról nem is beszélve), természetesenmegvannak a maga határai. Ezt tiszteletben kell tartani, a „határsértések”óhatatlanul nemcsak tudományos zsákutcákhoz, hanem etikai-világnézetizûrzavarhoz is vezetnek.

Személyes véleményem szerint például az idegmûködés, a pszichikai te-vékenység, a tudat kérdéseit csak egy bizonyos szintig lehet a molekulárisgenetika/genomika eszközeivel vizsgálni. Ez akkor is igaz, ha ma már szá-mos pszichikai jelenség (például szorongás, agresszió, drogfüggés) mögöttismerünk hajlamosító genetikai tényezôket. Mégis, meg vagyok róla gyô-zôdve, hogy súlyos (és buta) redukcionizmus lenne a pszichikumot (akár azIQ-t is) genetikai tényezôkre visszavezetni. Az a mintegy százmilliárd ideg-sejt, ami a központi idegrendszerünkben kb. 1014 szinaptikus kapcsolatotképez, egy magasabb mûködési minôséget hoz létre, amelynek adekvátvizsgálata más specifikus módszereket is igényel.

Két nagyon rossz megközelítés létezik a tudománnyal kapcsolatban – ígya genomika esetében is. Az elsô, ha bálványként kezelik, mindenhatónak ál-lítják be hamisan. A tudományt – amely korokon átnyúló igazi közösségi te-vékenység és csodálatos ajándék – emberek mûvelik, az adott kor tudását,tapasztalatait tükrözi, és képes folyamatosan korrigálni a hibáit; jelentôségé-nek túlhangsúlyozása irreális elvárásokhoz, szûk látókörû prakticizmushoz,óhatatlanul csalódásokhoz és – újra csak igazságtalan – elutasításhoz vezet.

A másik nagy hiba a démonizálás – a nem létezô vagy létezô, de kezelhetôveszélyek túlhangsúlyozása. Ez is nagyon kártékony szemléletmód, s korunkszámos nemzetközivé terebélyesedô hisztérikus demagógiája a példa rá.

A genomika csodálatos birodalmának feltárása az emberi intellektusegyik legnagyobb teljesítménye. Talán ezért is igaz, hogy korunk bôvülô tu-dása a tudóst mindenképpen szerénységre inti, hiszen egy kicsivel már töb-bet – bár még mindig csak egy egész kicsit – látunk az életfolyamatok elké-pesztô bonyolultságából. Ugyanakkor csodálatos és örömteli, hogy ez a le-hetôség most megnyílt mindannyiunk számára. Meggyôzôdésem, hogy agenetika és a génetika elválaszthatatlanok. Tegyünk meg mindent, hogygyerekeink, unokáink az iskolában valós és korszerû tudást kapjanak, hogya genetikai (és minden egyéb) ismeretterjesztés becsületes, érthetô és vonzólegyen. Vonzó, mert a genomikával a biológia és az orvostudomány új írás-belisége kezdôdött el. Éljünk jól ezzel az ajándékkal!

306


Németh László (1901–1975)

Behe, Michael J.: Darwin fekete doboza. Az evolúcióelméletbiokémiai kihívása. Bp.: Harmat, 2002.

Burr, Chandler: A separate creation: how biology makes usgay. London, New York, Toronto: Bantam Press, 1996.

Cavalli-Sforza, Luca L.: Genetikai Átjáró: Különbözôségünktörténete. Bp.: HVG Kv., 2002.

Cook-Degan, Robert: The gene wars: science, politics and thehuman genome. New York: Norton, 1994.

Cookson, William: The gene hunters: adventurer in thegenome jungle. London: Aurum Press, 1994.

Darwin, Charles: A fajok eredete természetes kiválasztás út-ján. Bp.: Typotex, 2000.

Dawkins, Richard: A vak órásmester. Gondolatok a darwinievolúcióelméletrôl. Bp.: Akadémiai K., Mezôgazda, 1994.

Dawkins, Richard: Folyam az édenkertbôl. Darwinista el-mélkedések az életrôl. Bp.: Kulturtrade, 1995.

Falus András: Adj király katonát! Az immunrendszer mesésvilága. Bp.: Vince K., 1999.

Ferenczi Andrea: Genetika – génetika. Bp.: Harmat, 1999.Galántai Zoltán: Élettudományok az Interneten. Bp.: Kos-

suth, 1998.Garcia, Michael et al.: Élôvilág: minden jog fenntartva. Ön-

védelmi kalauz génjeink megôrzéséhez. (Génpiszka füze-tek). Bp.: E. L. T. Egyes., 1999.

Hamer, Dean – Copeland Peter: Génjeink. Bp.: Osiris, 2002.

Hamer, Dean and Copeland, Peter: Living with our genes.New York: Doubleday, 1998.

Jacquard, Albert – Kahn, Axel: A jövô nincs megírva. Bp.:Jószöveg Mûhely, 2003.

Jones, Steve: A gének nyelve. Bp.: Magyar Könyvklub, 2001.

Jones, Steve: A vérünkben van: Amirôl a gének mesélnek.Bp.: Officina Nova, Magyar Könyvklub, 1998.

Kirkwoods, Tom: Time of our lives. London: Weidenfeld andNicolson, 1999.

Nottingham, Stephen: Eat your genes. London: Zed Books,1998.

Ridley, Matt: Génjeink: Egy faj önéletrajza 23 fejezetben.[Bp.]: Akkord K., 2002.

Ridley, Matt: Genome. Fourth estate. London, 1999. Silver, Lee: Remaking Eden. London: Weidenfeld and

Nicolson, 1997.Venetianer Pál: A DNS szép új világa: A tudomány második

bûnbeesése. Bp.: Kulturtrade, 1998.Venetianer Pál: Csillagórák a tudományban. Bp.: Medicina,

2003.Weaver, Robert F.: Genetika. Bp.: Panem, 2000.

307


Ajánlott irodalom

génjeink: sors vagy valószínûség? – »az ôssejtig vagyok minden...

Documents