Den genetischen Code entschlüsseln: Erkundung der Grenzen der Genomforschung
Überblick
Genomforschung ist ein interdisziplinäres Gebiet der Biologie, das sich auf die Struktur, Funktion, Evolution, Kartierung und Bearbeitung von Genomen konzentriert. Ein Genom ist der vollständige Satz von DNA eines Organismus, einschließlich aller seiner Gene sowie seiner hierarchischen, dreidimensionalen Strukturkonfiguration. Im Gegensatz zur Genetik, die sich auf die Untersuchung einzelner Gene und ihrer Rolle bei der Vererbung bezieht, zielt die Genomforschung auf die kollektive Charakterisierung und Quantifizierung aller Gene eines Organismus, ihrer Wechselbeziehungen und ihres Einflusses auf den Organismus ab.
Gene können die Produktion von Proteinen mit Hilfe von Enzymen und Botenmolekülen steuern. Proteine wiederum bilden Körperstrukturen wie Organe und Gewebe, steuern chemische Reaktionen und übertragen Signale zwischen Zellen.
Die Genomforschung umfasst auch die Sequenzierung und Analyse von Genomen durch den Einsatz von Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung und Bioinformatik, um die Funktion und Struktur ganzer Genome zusammenzustellen und zu analysieren.
Genomforschung im Vergleich zur Genetik
Die Genomforschung unterscheidet sich von der Genetik. Während die Genetik die Lehre von der Vererbung ist, wird die Genomforschung als die Lehre von den Genen und ihren Funktionen sowie den damit verbundenen Techniken definiert.
Der Hauptunterschied zwischen Genomforschung und Genetik besteht darin, dass die Genetik die Funktionsweise und Zusammensetzung eines einzelnen Gens untersucht, während die Genomforschung alle Gene und ihre Wechselbeziehungen betrachtet, um ihren gemeinsamen Einfluss auf das Wachstum und die Entwicklung des Organismus zu ermitteln.
Der Vater der Genomforschung: Frederick Sanger (1918–2013)
Frederick Sanger, „der Vater der Genomforschung“, war einer von nur vier Wissenschaftlern, die zwei Nobelpreise gewonnen haben, und der einzige, der beide in Chemie erhielt. Beide wurden für die Erfindung von Methoden zur Bestimmung der Reihenfolge der biologischen Bausteine des Lebens verliehen.
Anwendungen der Genomforschung
Genomforschung: Marktgröße
Die globale Marktgröße für Genomforschung wird bis 2030 voraussichtlich rund 96,25 Milliarden US-Dollar betragen. Die globale Marktgröße für Genomforschung wurde im Jahr 2021 auf 27,90 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird im Prognosezeitraum von 2022 bis 2030 voraussichtlich mit einer CAGR von 20,9 % wachsen.
Der Markt hat im Jahr 2020 zahlreiche Produkteinführungen erlebt, was auf einen zunehmenden Wettbewerb bei der Entwicklung von Genomtestlösungen für COVID-19 zurückzuführen ist. Beispielsweise brachte ThermoFisher im Dezember 2020 den Applied Biosystems TaqCheck SARS-CoV-2 Fast PCR Assay auf den Markt – einen neuen speichelbasierten PCR-Test zum Nachweis einer COVID-19-Infektion. Ebenso gab Cepheid im Juni 2020 die Entwicklung des Xpert Xpress SARS-CoV-2/Flu/RSV Vier-in-Eins-Tests bekannt, mit dem diese vier Krankheitserreger aus einer einzigen Probe nachgewiesen werden können. Dieser Test kann auf den GeneXpert-Systemen von Cepheid durchgeführt werden.
Genomforschung: Einflussfaktoren
- Zunehmende Anzahl von staatlich geförderten Genomprojekten zur Unterstützung des Wachstums: Einer der wichtigsten Faktoren, die zum Wachstum des Marktes beigetragen haben, ist die steigende Anzahl von staatlich finanzierten Genomprojekten. Eine Genomstudie ist ein wichtiges Instrument, das die Entwicklung wirksamer Therapien unterstützen kann; ein Hauptgrund, warum mehrere Regierungsorganisationen in Genomprojekte investieren. So arbeitete Genomics England mit dem NHS zusammen und startete den Genomic Medicine Service, der die vollständige Genomsequenzierung in die medizinische Routineversorgung integrierte.
- Neue Produkte und innovative Dienstleistungen zur Förderung der Akzeptanz der Genomsequenzierung: Die Verlagerung hin zu personalisierten Medikamenten und sinkende Sequenzierungskosten aufgrund der Einführung der NGS-Technologie haben eine Reihe neuer Produkte und Dienstleistungen hervorgebracht. Der Markt wird mit dem Eintritt neuer Akteure allmählich wettbewerbsfähiger, und daher führen die Unternehmen fortschrittliche Produkte und Dienstleistungen ein, um ihre Position zu festigen.
Arten der Genomforschung
Menschen studieren und experimentieren mit der Genomforschung für viele verschiedene Zwecke. Hier sind Beispiele für die verschiedenen Arten der Genomforschung:
- Strukturelle Genomforschung: Ziel ist es, die Struktur jedes vom Genom kodierten Proteins zu bestimmen.
- Funktionelle Genomforschung: Ziel ist es, Daten aus der Sequenzierung zu sammeln und zu nutzen, um Gen- und Proteinfunktionen zu beschreiben.
- Vergleichende Genomforschung: Ziel ist es, Genommerkmale zwischen verschiedenen Arten zu vergleichen.
- Mutationsgenomforschung: Untersucht das Genom im Hinblick auf Mutationen, die in der DNA oder dem Genom einer Person auftreten.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Genetik, die sich auf die Untersuchung einzelner Gene und ihrer Rolle bei der Vererbung bezieht, die Genomforschung auf die kollektive Charakterisierung und Quantifizierung aller Gene eines Organismus, ihrer Wechselbeziehungen und ihres Einflusses auf den Organismus konzentriert. Der Hauptunterschied zwischen Genomforschung und Genetik besteht darin, dass die Genetik die Funktionsweise und Zusammensetzung eines einzelnen Gens untersucht, während die Genomforschung alle Gene und ihre Wechselbeziehungen betrachtet, um ihren kombinierten Einfluss auf das Wachstum und die Entwicklung des Organismus zu ermitteln. Der Markt hat im Jahr 2020 zahlreiche Produkteinführungen erlebt, was auf einen zunehmenden Wettbewerb bei der Entwicklung von Genomtestlösungen für COVID-19 zurückzuführen ist.
Autor: Dipanshi Singh