Craig Venter und seine Kollegen am Institut für GenomforschungIm Jahr 1995 Craig Venter und seine Kollegen am Institute for Genomic Research (TIGR) wurde die erste Folge alle A, G, C und T-Nukleotiden in das Genom eines frei lebenden Bakteriums organismthe Haemophilus influenzae, die Ursachen Ohr und Infektionen der Atemwege. Human Genome Sciences (HGS), einem bedeutenden Biotechnologie-Unternehmen, mit denen TIGR war zu der Zeit verbunden, bewarb sich um ein Patent nicht nur auf die Reihenfolge der Nucleotide in der DNA selbst, sondern auf alle "computerlesbaren Medium darauf die Nukleotidsequenz erfasst zu haben. "Im Wesentlichen fragte der Antrag auf ein Patent auf die ausschließliche Nutzung des Computer-Codes, die die Keimzellen der genetische Code. Das Patent, das sich noch bis in den USA und anderswo, stellt eine "grundlegende Abkehr" von der bisherigen Praxis, schrieb Biotechnologie Rechtswissenschaftler Rebecca Eisenberg im Jahr 2000 in der Emory Law Journal:"Durch die Inanspruchnahme Ausschlusswirkung Rechte in der Reihenfolge Informationen selbst, wenn sie in einem Computer gespeichert lesbaren Medium, sucht HGS Patentrechte, dass durch die Informations-Speicherung, Abfrage und Analyse, anstatt einfach, indem sie verstoßen würde, verwendet oder verkauft DNA-Moleküle." HGS und mindestens einem anderen Unternehmen haben ähnliche Anwendungen auf anderen Genomen eingereicht, aber es ist höchst ungewiss, dass das US Patent and Trademark Office sie annehmen wird, wie es bereits mehrfach verschärft die Patentierung von Genen zu verhindern, für die es keine eindeutige verwendet. Selbst wenn diese Patente verweigert werden, ist jedoch die Verwischung der Unterschiede zwischen Molekular-und digitale Informationen sehr wahrscheinlich fortsetzen. Die Unternehmen könnten um Schutz für den Code der eine dreidimensionale Darstellung eines EDV-Rezeptor auf einer Zelle. Und Patente auf Informationen aus Gen-chipswhich Verwendung von DNA-Segmenten entnommen Zusammenhang als Detektoren, um festzustellen, das Vorhandensein von Genen in einem bestimmten samplepose ähnlichen Dilemma zum Ausdruck gebracht. Solche Patente wären möglicherweise weitreichenden Folgen. Wenn ein Zugriff auf ein Patent auf das Internet wurden auf einen Verstoß darstellen, dies würde gegen das Grundrecht quid pro quo, an dem Patentrecht beruht, macht Eisenberg. Der Inhaber eines Patents wird ein 20-jähriges Monopol auf das Recht vor, Anwendung und Verkauf einer Erfindung im Austausch für aufschlussreiche Informationen über die beiden seiner Herstellung und Verwendung. Zugang zu diesen Informationen fördert den freien Austausch von Ideen wesentlich zum technologischen Fortschritt. "Wenn die Bedingungen der traditionellen Patent billige geändert werden, damit die Rechte der Patentinhaber auf den Informationswert der ihre Entdeckungen zu erobern", Eisenberg schreibt: "Die billige wird weniger attraktiv für die Öffentlichkeit." Andere können nicht in Anspruch nehmen erforderlichen Informationen, um den Zustand zu verbessern der Technik. Wenn die DNA als Informationsquelle übersteigt den Wert als ein deutliches Molekül, kann es erforderlich sein, um andere zum Schutz geistigen Eigentums für sie zu finden. Die Patentierung der Nullen und Einsen darstellen As, Gs, Cs und Ts wird nicht schneiden.
Beyond the Human Genome
Gene sind der letzte Schrei im Moment, aber in einem gewissen Sinne, in diesem Augenblick, sie sind auch immer passé. Nun, da alle Gene, aus denen sich der Homo sapiens Genom entziffert worden, eine neue Industrie entsteht auf Kapital, wann und wo diese Gene aktiv sind und auf die Identifizierung und Bestimmung der Eigenschaften der Proteine, die Gene kodieren. Das Unternehmen, die bisher angezogen hat Hunderte von Millionen Dollar an Venture-Capital-Finanzierung und andere, können im Rahmen der neu geprägte Begriff "Proteomik in einen Topf geworfen werden." "Das größte Problem für Genomik heute nicht mehr Gene ist", behauptet William A. Haseltine, Chairman und Chief Executive Officer von Human Genome Sciences in "Wir müssen auf die anderen Elemente der biologischen Prozess-und Paar Alle diese [Informationen] zusammen verstehen zu bewegen", erklärt Peter Barrett, Chief Business Officer von Celera Genomics, auch in What's next, zum größten Teil sind Boten-RNAs (mRNAs) und Proteinen. Wenn der DNA ist die Menge der Master-Pläne eine Zelle verwendet, um Proteine zu konstruieren, dann mRNA ist wie die Kopie eines Teils der Entwurf, dass ein Unternehmer braucht, um die Baustelle jeden Tag. DNA bleibt in der Zellkern; mRNAs aus dem aktiven Gene transkribiert verlassen den Zellkern, um die Aufträge zur Herstellung von Proteinen zu geben. Obwohl jede Zelle im Körper enthält alle DNA-Codes für die Herstellung und Aufrechterhaltung eines Homo sapiens sein, viele dieser Gene sind nie "angemacht", kopiert oder in mRNA, sobald der embryonalen Entwicklung ist abgeschlossen. Verschiedene andere Gene aktiviert oder deaktiviert an verschiedenen timesor nicht allaccording auf das Gewebe sind sie in ihrer Rolle und in den Körper. Eine Beta-Zellen des Pankreas, zum Beispiel, ist in der Regel voll von der mRNA Anweisungen zur Herstellung von Insulin, während einer Nervenzelle im Gehirn ist in der Regel nicht. Wissenschaftler benutzten zu glauben, dass ein Gen eine mRNA entspricht entspricht einem Protein, aber die Wirklichkeit ist viel komplizierter. Sie wissen jetzt, dass ein Gen kann in Portionen lesen, dass an den Kanten verbunden sind und in Würfel geschnitten, eine Vielzahl von mRNAs schaffen und die anschließende Verarbeitung des neu gemacht, dass diese Proteine kodieren Transkripte können ihre Funktion verändern. Die DNA-Sequenz des Genoms Homo sapiens sagt daher nur einen kleinen Bruchteil der Geschichte darüber, was eine bestimmte Zelle tut. Stattdessen müssen die Forscher ihr Augenmerk auch auf die transcriptomethe Körper von mRNAs, die von einer Zelle zu einem gegebenen timeand das Proteom hergestellt, wobei alle Proteine hergestellt nach den Anweisungen in diesen mRNAs. Einlösen in-on-ChipsEine der Technologien für die Erforschung der Homo sapiens Transkriptom ist die Affymetrix GeneChip System entwickelt, Um das System zu benutzen, zu isolieren Wissenschaftler mRNA aus den zellulären Probe-Tag mit einem chemischen Marker und gießen Sie sie über den Chip. Durch die Beobachtung, wo die Probe übereinstimmt mRNA und bindet an die DNA auf dem Chip können sie die mRNA-Sequenzen zu identifizieren, ihre Stichprobe. Im Jahr 2000 Affymetrix hat zwei neue Arten von Chips für die Analyse von Homo sapiens Zellproben. Eines können die Forscher mehr als 60.000 verschiedene mRNAs Homo sapiens, die andere Zellen, die für rund 1.700 Homo sapiens mRNAs zum Thema Krebs Bildschirm erkennen kann. Das National Cancer Institute in Im Grunde, mRNA Studien sind nur eine bessere Produktion der Proteine in einer Zelle zu verstehen lineafter allen Mitteln werden die Proteine die Angriffspunkte für Medikamente. Und mit Forschern der Erwartung, dass der Homo sapiens Gene erweisen mehr als eine Million Proteine zu produzieren, dass eine Menge von Zielen zu werden. Jean-François Formela von Atlas Venture in Mark J. Levin, CEO von Millennium Pharmaceuticals in Cambridge, Massachusetts, sagt, dass große Pharmaunternehmen oder "Big Pharma", müssen sich zwischen drei und fünf Identifizierung neuer Wirkstoffkandidaten jährlich um 10 bis 20 Prozent wachsen mindestens yearthe Erhöhung Aktionäre zu tolerieren. "Im Moment der großen Pharma-Unternehmen sind nur liefert eine halbe bis ein-and-a-half Einheiten pro Jahr", erklärt Levin. "Die Produktivität wird nicht aufrechterhalten ihre Fähigkeit, sich weiterentwickeln und Shareholder Value zu schaffen." Millennium hat eine Beziehung mit Bayer auf 225 vorgetestet "druggable" Ziele innerhalb weniger Jahre zu liefern. "Protein-Expression ist jetzt die Phantasie von Wissenschaftlern", sagt Randall W. Scott, Chief Scientific Officer von Incyte Genomics in Protein-MaschinenWissenschaftler der DNA-Sequenzierung Moloch Celera sind unter denen, bekommen bei der Untersuchung von Protein-Expression oder Proteomik interessiert. Celera hat in den Verhandlungen mit GeneBio, eine kommerzielle Ergänzung des Schweizerischen Instituts für Bioinformatik wurde in Die aktuelle Methode zur Untersuchung Proteinen besteht zum Teil aus einer Technik namens zweidimensionale Gelelektrophorese, die Proteine, die von Ladung und Größe trennt. In der Technik, spritzen die Forscher eine Lösung der Zell-Inhalte auf einem schmalen Streifen, der Polymer ein Gefälle von Säure hat. Wenn der Streifen um einen elektrischen Strom ausgesetzt ist, regelt jedes Proteins in der Mischung in eine Ebene nach seiner Ladung. Zunächst wird der Streifen entlang der Kante eines flachen Gel gelegt und wieder Strom ausgesetzt. Da die Proteine durch das Gel wandern, trennen sie nach ihrem Molekulargewicht. Das Ergebnis ist ein schmierig Muster von Punkten, von denen jede ein anderes Protein. In der wissenschaftlichen Labors, Wissenschaftler im Allgemeinen ein Tool ähnlich wie bei einem Locher auf die Protein-Spots von 2-D-Gele zur individuellen Kennzeichnung durch ein anderes Verfahren, Massenspektroskopie geschnitten. Aber die Unternehmen Large Scale Biology in Die Maschine von Hochstrasser und seiner Arbeitsgruppe entwickelte geht noch einen Schritt weiter als die Roboter von Large Scale Biology und OGS genutzt. Es wäre automatisch extrahieren die Protein-Spots aus dem Gel zu verwenden Enzyme die Proteine in kleine Stücke hacken, füttern Sie die Stücke in ein Laser-Massenspektrometer und die Übertragung der Informationen an einen Computer zur Auswertung. Hersteller des Instruments PE Corporation, die Celera besitzt, hat bereits beschlossen, die Maschinen zu machen. Mit oder ohne Roboterarme, 2-D-Gele haben ihre Probleme. Abgesehen davon, dass schwierig zu machen, sie nicht zu beheben hoch belastet oder mit geringer Masse Proteine sehr gut. Sie tun auch einen schlechten Job zu lösen Proteine mit hydrophoben Regionen, wie jene, die die Zellmembran erstrecken. Dies ist eine große Einschränkung, da Membran-Spanning-Rezeptoren sind wichtige Angriffspunkte für Medikamente. Eine weitere Methode zur Untersuchung Proteome ist es, was Stephen Oliver von der Die Hefe-Genoms ist bekannt, dass der 6000 Gene bestehen, da sie im Jahr 1996 sequenziert wurde, aber die Funktionen von einem Drittel von ihnen blieb rätselhaft. Von herauszufinden, welche der unbekannte Proteine mit bereits zuvor identifizierten diejenigen, die CuraGen und die damit verbundenen Im März 2000 CuraGen angekündigt, dass sie hatte sich mit der Berkeley Drosophila-Genom-Projekt, ein Protein-Interaktion Landkarte der Fruchtfliege zu produzieren. "Wir wollen diese massiv-parallelen Ansatz voranzutreiben", sagt Jonathan M. Rothberg, CuraGen Gründer, Chairman und CEO. Der Direktor des Einer der Wettbewerber CuraGen ist Myriad Genetics, ein Biotechnologie-Unternehmen mit Sitz in Myriad nutzt auch eine Variation der Hefe Zwei-Hybrid-System, sondern konzentriert sich auf bestimmte Krankheit Wege nicht auf eine Bewertung ganzer Genome. Das Unternehmen verfügt über ein laufendes Allianz mit Schering-Plough, zum Beispiel, um die biochemischen Interaktionen von Proteinen durch das Gen kodiert Lot MMAC1,kann, wenn die mutierten zu Gehirn-und Prostatakrebs. Eine andere Möglichkeit, Proteine, die seit kurzem zur Verfügung Studie beinhaltet sogenannte Protein-Chips. Ciphergen Biosystems, ein Biotechnologieunternehmen mit Sitz in Palo Alto, Kalifornien, ist nun verkauft eine Reihe von Bändern zur Isolierung von Proteinen nach verschiedenen Eigenschaften, wie etwa, ob sie in Wasser oder binden berechnet Metallatomen aufzulösen. Die Streifen können dann in der Chip-Ciphergen die Leser, die ein Massenspektrometer gehören, für die Identifizierung der Proteine platziert werden. Eine der ersten Anwendungen von Protein-Chips Ciphergen hat bei der Suche nach frühen Marker für Prostatakrebs ist. George L. Wright, Jr., der Die Struktur's the ThingIdentifizierung aller Proteine in einem Homo sapiens ist eine Sache, sondern um wirklich zu verstehen, ein Protein, das die Funktion Wissenschaftler müssen ihre Form und Struktur zu erkennen. In einem Artikel in Nature Genetics im Oktober 1999 eine Gruppe von bekannten Strukturbiologen von Stephen K. Burley der LED Konventionelle Strukturbiologie ist auf der Grundlage eines Moleküls zu reinigen, schmeichelnde es in Kristallen hat wachsen lassen und dann bombardieren die Probe mit Röntgenstrahlung. Die X-Strahlen abprallen Atomen des Moleküls, so dass ein Beugungsmuster auszulegen, dass das Molekül insgesamt dreidimensionale Form erzielen kann. Eine strukturelle Genomik Initiative würde davon abhängen, Scaling-up und Beschleunigung der aktuellen Techniken. Die National Institutes of Health ist bereit, 20 Millionen Dollar in Form von Zuschüssen für strukturelle Genomik an die universitären Einrichtungen vergeben. Und die Unternehmen bekommen in das Spiel auch: Syrrx in Die Kenntnis des genauen strukturelle Form der einzelnen Proteine in der Homo sapiens Proteom sollte in der Theorie, helfen Drogen Designer entwickeln Chemikalien in die Schlitze an den Proteinen, die sie entweder aktivieren oder zu verhindern, dass sie die Interaktion passen. Diese Anstrengungen, die allgemein als Rational Drug Design bekannt sind, nicht nachgewiesen haben, so breiten Erfolg farbut dann nur etwa ein Prozent aller Homo sapiens Proteine haben ihre Strukturen bestimmt hatte. Nach Wissenschaftler Katalog der Homo sapiens Proteom, ist der proteinsnot die genesthat wird der letzte Schrei. Ein Artikel eingereicht von Donis F. 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