PCB lige sÃ¥ skadeligt for fostre som hvis gravide ryger ti ... - LiveBook

More documents

Recommendations

Info

16 Ingeniøren · 1. sektion · 11. november 2011 viden & erkendelse På vej mod den personlige gencomputer Gensekventering går samme vej som computere: Mindre, hurtigere, billigere Til næste år vil læger kunne aflæse deres patienters dna for under 5.000 kroner. I starten vil de ikke kunne bruge teksten til meget andet end horoskopagtige forudsigelser. Men der tegner sig interessante perspektiver. gensekventering Af Robin Engelhardt roe@ing.dk Om ganske få år vil en komplet aflæsning af vores dna være et lige så normalt led i et behandlingsforløb som et røntgenfotografi eller en MR-scanning. Ifølge Jonathan Rothberg, opfinderen af de nye hurtige gensekventeringsmaskiner af anden generation, vil man inden længe kunne tilbyde et komplet scan af alle de seks milliarder bogstaver i et menneskes dna for mindre end 1.000 dollars. Hvad der umiddelbart lyder som et slaraffenland for læger på jagt efter en effektiv behandling af alverdens sygdomme, kan dog vise sig at være et ufremkommeligt landskab af kviksand og blindgyder. I modsætning til de fleste andre medicinske test tilbyder en genetisk sekvens nemlig ikke andet end et kæmpe dump af data, der er enormt svært at fortolke. Mange vil opdage, at deres dna ikke fortæller meget om deres aktuelle sygdom, men til gengæld fortæller en masse om noget, de ikke ønsker at vide – for eksempel om deres risiko for Alzheimers, deres tendens til at blive skallede som 40-årige eller om deres hemmeligholdte slægtskab med en ukendt brasiliansk halvbror. Til en vis grad viser problemet sig allerede i den igangværende nedtur inden for bioteksektoren: Mange firmaer må dreje nøglen om, fordi tingene ikke er så nemme endda, og fordi markedet udebliver. Langt de fleste sygdomme er livsstilssygdomme, dvs. stærkt afhængige af miljø, ernæring, opvækst og livsstil. Det kan ikke aflæses af generne. Desuden er det nødvendigt at lave tusinder af komparative studier af mennesker med én genetisk sammensætning og sammenligne dem med mennesker med en anden genetisk sammensætning for at finde en sammenhæng. Det er den berømte nål i en høstak – som består af seks milliarder nukleotider. Disse såkaldte associationsstudier vil selvfølgelig kunne gøres hurtigere, jo flere mennesker, der har fået sekventeret deres dna, men det viser sig stadig, at korrelationen mellem en sygdom og et bestemt basepar sjældent er entydig. Langt de fleste mutationer i dna’et øger eller mindsker risikoen for en sygdom med kun ganske få procent, og jo flere undersøgelser, der bliver lavet, jo mere mudret synes billedet ofte at blive (se boks). Spørgsmålet er derfor, om ikke de største forandringer vil ske på en lidt anden måde, end genetikerne havde forestillet sig. Først når maskinerne er billige og demokratiserede nok, og især når de ikke kun læser, men også skriver dna, vil den sande revolution indfinde sig. »Min opfindelse af de nye, hurtige næstegenerationsmaskiner er det, der har gjort den syntetiske biologi mulig,« siger Jonathan Rothberg til Ingeniøren: »Det har givet folk mulighed for at skrive og redigere i dna.« Min opfindelse af de nye, hurtige næstegenerationsmaskiner har gjort den syntetiske biologi mulig. Jonathan Rothberg Lidt historie Lad os lave en analogi til den personlige computer. Da den blev introduceret på markedet i 1970’erne, blev den opfattet som lidt af en niche, fordi normale mennesker jo ikke har brug for at beregne noget af betydning. Når man en dag vil skrive genetikkens pendant til pc’ens historie, vil man naturligvis skulle starte med James Watson og Francis Crick, de to molekylærbiologer, der i 1953 opdagede, at arvemassen var en slags lynlås, hvis form i sig selv gav en opskrift på, hvordan genetiske informationer lagres og kopieres. Men hvis Watson og Crick var biologiens svar på computerpionerer som Charles Babbage og Alan Turing, må genomikkens svar på opfindelsen af transistoren være briten Frederick Sanger, den eneste nulevende person som har modtaget nobelprisen to gange. Sanger udviklede en teknik til at aflæse den genetiske kode ved at sætte radioaktive markører ind i et virus, lægge det på en gelplade og skrue op for den elektriske spænding hen over pladen. I 1976 kunne han afkode alle 5.375 bogstaver fra et virus kaldet phi-X174, IBM main frame, 1962 Gen-sekventeringscenter, NHGRI, Maryland, 1999 hvilket han fik nobelprisen for i 1980. Processen kaldes elektroforese, og i midten af 80’erne blev den automatiseret af folk som Lloyd M. Smith og Leroy Hood ved hjælp af selvlysende (fluorescerende) labels på nukleotiderne. Teknikken blev brugt i det store Human Genome Project, som brugte 3 mia. dollars og over 10 år på at afkode en såkaldt konsensussekvens af den menneskelige arvemasse. En anden metode, som blev brugt af den amerikanske genforsker og forretningsmand Craig Venter, kostede 900 mio. dollars og tog 2-3 år. Genomikkens svar på Steve Jobs må være Jonathan Rothberg. I 1999 fik han følgende idé: I stedet for automatisering af eletroforesen i Henry Ford-agtige kæmpefabrikker burde gensekventeringen gøres mindre, ja mikroskopisk. Når integrerede strømkredse kan krympe fra brødristerstørrelse til nanometerstørrelse på 60 år, så kan gensekventeringsmaskiner vel også. Rothberg udviklede konceptet bag den såkaldte high throughput sequencing, og kunne via firmaet 454 Life Sciences i 2007 offentliggøre det første komplette genom for et enkelt menneske (naturligvis blev det James Watson). Ifølge New England Journal of Medicine indvarslede Rothbergs teknologi helt nye muligheder for den molekylære diagnostik. For eksempel kunne forskerne kort tid efter sekventere genomet for tre patienter, DEC PDP-7 ‘minicomputer’, 1969 der var døde efter at have fået doneret et organ fra en donor. De fandt ud af, at donoren havde en dødbringende virus. Også resistensen over for bestemte medikamenter kunne pludselig aflæses via patienters genom. Moores lov overhalet Hastigheden, hvormed genetikere har kunnet kortlægge vores dna, er steget mere end eksponentielt i de sidste år. Faktisk viser det sig, at Moores lov, der siger at computernes beregningseffektivitet fordobles ca. hvert andet år, er håbløst langsom i forhold til genetikernes maskiner (se graf). Det skal dog tages med forbehold, fordi meget af den nyere genteknologi baserer sig på teknologier fra computerindustrien, og derfor kan man sige, at gensekventeringen er en slags snylter på Moores lov. De nyeste anden ge ne ra tions gense kven te rings ma ski ner baserer sig således på halvledere og bruger de samme teknikker som f.eks. digitale kameraer. Når et kamera eller en mobiltelefon tager et billede, opfanger de fotoner og laver dem om til en repræsentation af, hvad der kommer ind gennem glasset. I 2007 grundlagde Rothberg firmaet Ion Torrent for at afprøve samme princip for kemien. Firmaet byggede en halvleder, som i stedet for fotoner kunne se ioner, i dette tilfælde de positivt ladede hydrogenioner, der dannes, når nukleotider binder sig til hinanden i Applied Biosystems 3730xl DNA Analyzer, 2003 lynlåsen af dna’et. Det viste sig til deres store held, at man i 1970 allerede havde opfundet en transistor, som kunne måle den slags, og som nu om dage bliver brugt til at måle pH-værdier i kemiske opløsninger. Den første chip, som kunne ‘se’ kemi, blev født på en fabrik i 2010, og siden 2011 har Ion Torrent haft den absolutte førerposition med deres andengenerations gensekventeringsmaskine, som koster 49.000 dollars og dermed er tæt på at kunne stå på enhver læges kontor. I juni 2011 kunne Ingeniøren berette (ing.dk/ k#9y4h), hvordan Ion Torrent havde sekventeret den farlige E. coli O104:H4-bakterie fra Tyskland på under to timer, hvilket førte til, at forskere over hele kloden kunne deltage i opklaringsarbejdet om dens resistens og oprindelse, og de kunne desuden hurtigt udvikle et diagnostisk værktøj til at screene fødevarer for netop denne E. coli-bakterie. Hændelsen var en ‘game-changer’. Hvad det humane genomprojekt havde gjort på 10 år, kunne nu gøres på få dage – og meget snart på få timer og endda minutter. Jonathan Rothberg præsenterer i en artikel i tidsskriftet Nature fra juli 2011 en gensekventering af Gordon Moore (manden bag den tidligere nævnte Moores lov). Her skriver han bl.a., at de nye halvlederchips med 1,2 mio. sensorer bestående af miniaturebrønde (se infografik på ing.dk/k#9y4m) hurtigt
Ingeniøren · 1. sektion · 11. november 2011 17 Mange vil opdage, at deres dna ikke fortæller meget om deres aktuelle sygdom, men til gengæld fortæller en masse om noget, de ikke ønsker at vide. meta science BAGHJUL TIL MOORES LOV Prisudviklingen for sekventering af baser i dna samt for syntese af nye dna-sekvenser. Det er tydeligt, at effektiviseringen af gensekventering langt overgår Moores lov – at computernes beregningseffektivitet fordobles ca. hvert andet år. 100 Af Jens Ramskov Journalist på Ingeniøren jr@ing.dk 10 Apple imac computer, 2011 Ion Torrent Personal Genome Machine, 2011 oraklet har talt Personligt tog jeg som en af de første i Danmark en gentest hos det islandske firma DecodeMe og skrev om det i avisen for over tre år siden (se ing.dk/k#9y4t). Testen aflæste én million af mine tre milliarder basepar og viste mig, hvad der gør mig genetisk unik, hvad jeg har arvet fra mine forældre, og hvordan mit dna adskiller sig fra andre menneskers dna. Siden er der løbende kommet opdateringer af mine risici for forskellige sygdomme (tabellen herunder). Det viser sig, at jeg i mange tilfælde lige så godt kunne have spurgt oraklet i Delfi, fordi mine relative risici ændrer sig på en ret tilfældig måde alt efter, om der er kommet nye resultater fra kliniske associationsstudier eller ej. Jeg har måttet lære, at ufuldstændige data kan føre til helt forkerte konklusioner om min helbredstilstand. Jeg har også lært, at association er noget helt andet end kausalitet: Bare fordi der findes en statistisk sammenhæng mellem et gen og en sygdom i befolkningen, betyder det langt fra at dette også gælder for mig. 2008 2009 2010 2011 Aldersrelateret makuladegeneration 1,35 1,57 1,57 1,57 Basalcellekarcinom x 1,73 1,54 1,54 Blærekræft x 1,12 1,23 1,89 Crohns Sygdom 0,92 0,88 1,41 1,41 Multipel sklerose 0,52 0,52 0,39 0,61 Prostatakræft 0,85 0,74 0,81 0,87 Type 1-diabetes 0,82 0,82 1,73 1,50 Tabellen viser min relative risiko for at få en sygdom i forhold til risikoen hos en gennemsnitlig kaukasisk mand. Hvis der f.eks. står 1,50 ud for type 1-diabetes, betyder det, at jeg har en 50 pct. større risiko for at få sygdommen, end hvad der er almindeligt. j roe US dollars 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 0,000001 0,0000001 Sekventering af baser Gen-syntese 1988 1993 1998 2003 2008 2013 TEKNOLOGISK FREMSKRIDT Grafen viser, hvordan tre forskellige sekventeringsteknikker er blevet bedre med årene. Sangers metode og den såkaldte pyrosekventering (454) halter efter i forhold til Illumina (orange) og Ion Torrent (blå), som begge baserer sig på andengenerations sekventeringsteknologier. 100 Relative antal gener i forhold til menneskets 10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 454 Illumina Ion Torrent Adenovirus Neandertaler E. coli 2001 2003 2005 2007 2009 2011 vil blive bedre og snart vil have op til én milliard sensorer hver. Menneske (Watson) Virus phiX-154 Moores lov Menneske (afrikansk) Adenovirus Menneske (Moore) Personlig behandling Men hvordan vil en billig og personlig gencomputer hos enhver læge ændre vores verden? Ifølge Rothberg kan man allerede nu ane fremtiden ved at se på den måde, hvorpå aidspatienter bliver behandlet. Kombinationen af de mange antiretrovirale stoffer bliver nu om dage udvalgt specifikt for den enkelte patient på baggrund af patientens genetiske sammensætning og genernes respons på medicinen. Sådan vil det også være for f.eks. kræft, autoimmunitetssygdomme, hjerte-kar-sygdomme osv. Man vil variere doseringen af et bestemt medikament efter, hvilken genetisk sammensætning patienten har. Og mere specifikt vil der kunne udvikles skræddersyet medicin, der er optimeret i forhold til patientens genotype på baggrund af den viden, man løbende indsamler fra associationsstudier med andre kræftsyge patienter rundt om i verden. Indtil videre er de eksisterende gentest, som man kan bestille over nettet, dog ikke meget mere end højteknologiske horoskoper. Så længe vi ikke ved mere om, hvordan vores dna udtrykker sig helt konkret i den levende krop, vil antallet af rigtige konklusioner, vi drager individuelt på baggrund af testresultaterne, sandsynligvis være lige så stort som antallet af forkerte konklusioner (‘lav risiko for lungekræft? Fedt – så kan jeg ryge noget mere!’). Også socialt vil antallet af tvivlsomme anvendelser matche antallet af de gode anvendelser i et godt stykke tid. I sidste uge blev det f.eks. kendt, at en unavngiven engelsk fodboldklub havde besluttet at tvangsteste alle spillere for at se, hvem der har tendens til skader, og hvem der har den største udholdenhed. Det kan måske give god mening i en professionel liga, men hvad med lilleputten, der virkelig håber på at blive den nye Ronaldo, men bliver taget af holdet, fordi baseparet i hans SNP RS1815739 ikke er CC (der forudsiger gode sprinterevner), men det kedelige CT? På den anden side vidste man i starten heller ikke, hvad pc’en kunne bruges til. Et par nørder lavede spil og begyndte at lære at programmere. De blev hurtigt rige og berømte på at lave god software. Det samme er ved at ske med de nye gensekventeringsmaskiner, især når man efterhånden lærer at skrive nye tekster. Det ville vitterligt være starten på en helt ny æra – den syntetiske biologis æra. »Vores andengenerationsmaskiner tillader allerede at redigere i dna, og nogle grupper har endda brugt mine første maskiner til at udvælge den perfekte dna til deres syntetiske organismer,« siger Rothberg. »Så du har ret. I løbet af ti år vil folk både skrive og læse på Ion-chips.« j Jordens undergang Medierne bringer jævnligt historier om forudsigelse af Jordens undergang. I år har vi hørt en del til den aldrende amerikanske radiovært og bygningsingeniør Harold Camping, som både forudsagde Jordens undergang til 21. maj og 21. oktober. Campings fiasko som spåmand skal dog ikke nødvendigvis tages som udtryk for, at risikoen for menneskehedens undergang er afblæst. Spørger man seriøse forskere om sandsynligheden for, at menneskeheden ikke overlever det 21. århundrede, får man subjektive bud på mellem 10 og 20 pct. Da den britiske økonom Nicholas Stern i 2006 præsenterede en økonomisk analyse af konsekvenserne af den globale opvarmning, var der indregnet en sandsynlighed på 9,5 pct. for en altødelæggende katastrofe inden for de næste hundrede år. Det første spørgsmål, man kan stille sig selv, er, om menneskehedens undergang i givet fald mest sandsynligt vil ske ved en naturkatastrofe i form af supervulkaner, asteroidesammenstød el. lign. eller som resultat af en menneskeskabt katastrofe. I denne klumme tillader vi os at se helt bort fra en ’Act of God’. Her lyder eksperternes vurdering, at over en periode på 100 år er menneskeskabte katastrofer det eneste seriøse problem. Naturkatastrofer kan meget vel tænkes at koste tusinder eller endog millioner af liv, men ud fra vort erfaringsgrundlag er der intet, der tyder på, at de vil true hele menneskeheden. Spørger man seriøse forskere om sandsynligheden for, at menneskeheden ikke overlever det 21. århundrede, får man bud på mellem 10 og 20 pct. Nick BostroM er leder af Future for Humanity Institute ved Oxford University i England. Han har gennem flere år seriøst forsket i trusler mod menneskeheden og har senest samlet sine tanker i artiklen The Concept of Existential Risk (findes let ved en Googlesøgning). Han inddeler trusler i en matrix efter deres omfang (personlig, lokal, global, generationsoverskridende) og deres betydning (ubetydelig, tålelig, ødelæggende). Global opvarmning med en tiendedel grad er et eksempel på en ubetydelig, global hændelse. Folkemord er et eksempel på en lokal, ødelæggende katastrofe. Den eksistentielle trussel er knyttet til en total udryddelse af Jordens befolkning, der også vil udelukke fremtidige generationer. filosoffen Derek Parfit har opstillet følgende problemstilling. Forestil dig tre muligheder. (1) Fred. (2) En atomvåbenkrig, der dræber 99 pct. af Jordens befolkning. (3) En atomvåbenkrig, der dræber 100 pct. Alle kan blive enig om, at (1) er bedre end (2), som er bedre end (3). Men hvor er forskellen størst? Mellem (1) og (2), eller mellem (2) og (3)? Mange vil nok mene, at forskellen er størst mellem (1) og (2), men Parfit og Bostrom argumenterer for, at forskellen mellem (2) og (3) er endog meget større. Både (2) og (3) vil koste omkring syv milliarder liv, men kun (3) vil forhindre fremtidige generationer i at opstå. Hvis Jorden er beboelig i 1 milliard år, og der bæredygtigt kan leve 1 milliard mennesker på Jorden til enhver tid, er tabet 10 18 menneskeliv ved en total udryddelse. Derfor bør vi minimere risikoen for den totale katastrofe, mener Bostrom, og erstatte maximin-princippet – at vælge den handling, som har det bedste worst case-resultat – med et såkaldt maxipok-princip, hvor man maksimerer sandsynligheden for et o.k.-resultat, som er ethvert resultat, der udelukker en eksistentiel katastrofe. Hvor Harold Camping fik sine tilhængere til at bortødsle deres værdier op til den udmeldte dommedag, opfordrer Nick Bostrom os til at tænke os om og i givet fald opgive kortsigtet gevinst for den langsigtede overlevelse. Det er videnskabeligt og moralsk set et fornuftigt budskab. Men måske også et budskab, der har det svært i en økonomisk krisesituation. j
Page 1 and 2: Innovation Dansk økonom i spidsen
Page 3 and 4: HP anbefaler Windows ® 7. SKANDINA
Page 5 and 6: Ingeniøren · 1. sektion · 11. no
Page 15: Ingeniøren · 1. sektion · 11. no
Page 29 and 30: annonce NetVÆrK høre om Kara/Nove
Page 31 and 32: Vi søger maskiningeniører med et
Page 33 and 34: Findes der job, som er bedre end di
Page 35 and 36: Ingeniøren · Karriere · 11. nove
Page 37 and 38: 4. december vestJyllAnd Jul på Hje
Page 39 and 40: 7. decemBer køBenhavn Forestilling

PCB lige sÃ¥ skadeligt for fostre som hvis gravide ryger ti ... - LiveBook

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?