إطلاق العنان للرمز الجيني: استكشاف آفاق علم الجينوم
نظرة عامة
علم الجينوم هو مجال متعدد التخصصات في علم الأحياء يركز على هيكل ووظيفة وتطور ورسم الخرائط وتحرير الجينومات. الجينوم هو المجموعة الكاملة من الحمض النووي للكائن الحي، بما في ذلك جميع جيناته بالإضافة إلى تكوينه الهرمي ثلاثي الأبعاد. على عكس علم الوراثة، الذي يشير إلى دراسة الجينات الفردية وأدوارها في الوراثة، يهدف علم الجينوم إلى توصيف وتحديد كمية جميع جينات الكائن الحي بشكل جماعي، وعلاقاتها المتبادلة، وتأثيرها على الكائن الحي.
قد توجه الجينات إنتاج البروتينات بمساعدة الإنزيمات وجزيئات المرسال. بدورها، تشكل البروتينات هياكل الجسم مثل الأعضاء والأنسجة بالإضافة إلى التحكم في التفاعلات الكيميائية وحمل الإشارات بين الخلايا.
يشمل علم الجينوم أيضًا تسلسل وتحليل الجينومات من خلال استخدام تسلسل الحمض النووي عالي الإنتاجية والمعلوماتية الحيوية لتجميع وتحليل وظيفة وهيكل الجينومات بأكملها.
علم الجينوم مقابل علم الوراثة
علم الجينوم متميز عن علم الوراثة. في حين أن علم الوراثة هو دراسة الوراثة، فإن علم الجينوم يُعرَّف بأنه دراسة الجينات ووظائفها والتقنيات ذات الصلة.
الفرق الرئيسي بين علم الجينوم وعلم الوراثة هو أن علم الوراثة يدقق في أداء وتركيب جين واحد بينما يعالج علم الجينوم جميع الجينات، وعلاقاتها المتبادلة لتحديد تأثيرها المشترك على نمو وتطور الكائن الحي.
أبو علم الجينوم: فريدريك سانجر (1918-2013)
كان فريدريك سانجر، "أبو علم الجينوم"، واحدًا من أربعة علماء فقط فازوا بجائزتي نوبل والوحيد الذي حصل عليهما في الكيمياء. مُنحت كلاهما لاختراع طرق لتحديد ترتيب اللبنات البيولوجية للحياة.
تطبيقات علم الجينوم
علم الجينوم: حجم السوق
من المتوقع أن يصل حجم سوق علم الجينوم العالمي إلى حوالي 96.25 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. تم تقدير حجم سوق علم الجينوم العالمي بمبلغ 27.90 مليار دولار أمريكي في عام 2021 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 20.9٪ خلال الفترة المتوقعة من عام 2022 إلى عام 2030.
شهد السوق إطلاق منتجات متعددة في عام 2020 بسبب زيادة المنافسة لتطوير حلول اختبار الجينوم لـ COVID-19. على سبيل المثال، في ديسمبر 2020، أطلقت ThermoFisher مقايسة PCR السريعة TaqCheck SARS-CoV-2 من Applied Biosystems—وهي اختبار PCR جديد يعتمد على اللعاب للكشف عن عدوى COVID-19. وبالمثل، في يونيو 2020، أعلنت Cepheid عن تطوير اختبار Xpert Xpress SARS-CoV-2/Flu/RSV أربعة في واحد، والذي يمكنه الكشف عن هذه المسببات المرضية الأربعة من عينة واحدة. يمكن تشغيل هذا الاختبار على أنظمة GeneXpert من Cepheid.
علم الجينوم: العوامل الدافعة
- ارتفاع عدد مشاريع الجينوم المدعومة من الحكومة للمساعدة في النمو: أحد العوامل البارزة التي ساهمت في نمو السوق هو العدد المتزايد من مشاريع الجينوم الممولة من الحكومة. تعد الدراسة الجينومية أداة أساسية يمكن أن تساعد في تطوير علاجات فعالة؛ وهو عامل أساسي وراء استثمار العديد من المنظمات الحكومية في مشاريع الجينوم. على سبيل المثال، تعاونت Genomics England مع NHS وبدأت خدمة الطب الجينومي، والتي أدرجت تسلسل الجينوم الكامل في الرعاية الطبية الروتينية
- المنتجات الجديدة والخدمات المبتكرة لصالح اعتماد التسلسل الجينومي: أدى التحول نحو الأدوية الشخصية وانخفاض تكاليف التسلسل بسبب إدخال تقنية NGS إلى ظهور العديد من المنتجات والخدمات الجديدة. أصبح السوق تدريجيًا أكثر تنافسية مع دخول لاعبين جدد إلى السوق، وبالتالي تقدم الشركات منتجات وخدمات متطورة لتعزيز مكانتها
أنواع علم الجينوم
يدرس الناس ويجرون تجارب على علم الجينوم لأغراض مختلفة. فيما يلي أمثلة على الأنواع المختلفة من علم الجينوم:
- علم الجينوم الهيكلي: يهدف إلى تحديد بنية كل بروتين مشفر بواسطة الجينوم
- علم الجينوم الوظيفي: يهدف إلى جمع واستخدام البيانات من التسلسل لوصف وظائف الجينات والبروتينات
- علم الجينوم المقارن: يهدف إلى مقارنة الميزات الجينومية بين الأنواع المختلفة
- علم الجينوم الطفري: يدرس الجينوم من حيث الطفرات التي تحدث في الحمض النووي أو الجينوم للشخص
الخلاصة
في الختام، علم الوراثة، الذي يشير إلى دراسة الجينات الفردية وأدوارها في الوراثة، يهدف علم الجينوم إلى التوصيف والتحديد الكمي لجميع جينات الكائن الحي بشكل جماعي، وعلاقاتها المتبادلة، وتأثيرها على الكائن الحي. الفرق الرئيسي بين علم الجينوم وعلم الوراثة هو أن علم الوراثة يدقق في أداء وتركيب جين واحد بينما يعالج علم الجينوم جميع الجينات، وعلاقاتها المتبادلة من أجل تحديد تأثيرها المشترك على نمو وتطور الكائن الحي. شهد السوق إطلاق منتجات متعددة في عام 2020 بسبب زيادة المنافسة لتطوير حلول اختبار الجينوم لـ COVID-19.
المؤلف: ديبانشي سينغ