Kitűnő gondolat volt Falus dr. Genetika professzor akadémikus részéről, hogy a PosztGenetikai Társaság Európai Alakuló Gyűlését Budapesten tartottuk meg (s hogy az Origo cikkét is legjobb tudomásom szerint szakmailag lektorálta). Látható, hogy a mag termékeny talajra hullt Magyarországon, ahol nemzetközi összehasonlításban elképesztő szellemi kapacitás van, messze kihasználatlanul, és a világgazdaságba alig bevezetve. Hogy nem kivétel nélkül mindenkinek tetszik, az természetes, hiszen kivételek mindig vannak és erősítik a szabályt.
WNS jól foglalja össze, hogy a PosztGenetika nyílt vizekre evez az elméletileg egyre zavarosabb „gén-centrikus” modern Genetika utáni PosztModern korszakban. Egy kijelentéséhez lenne egy építő megjegyzésem. WNS Irja:
„...vannak olyan szakaszok is, amelyek esetében nem egy összefüggő szekvencia, hanem a DNS szakasz egymástól elkülönült kis alszakaszainak az együttese a fontos. Pl. minden 1ooo bp-ban egy 1o-2o bp-os szakasz. A bioinformatikai alkalmazások az ilyen típusú homológiákkal nem tudnak mit kezdeni. Valószínűleg kell majd egy biológiai jellegű modell, amire fel lehet építeni egy olyan Rejtett Markov modellt, amellyel az ilyen jellegű információ kiolvasható lesz a genomból. Addig kb. az a helyzet, hogy egy olyan hierogrifát akarunk megfejteni, amelyet egy számunkra ismeretlen nyelven van írva. Azaz a helyzet reménytelen.”
A II. VH-ban írták, hogy Németországban “a helyzet súlyos, de nem reménytelen”. Magyarországon “a helyzet reménytelen, de nem súlyos” optimista hozzáállás mutatta az életkedvet. A DNS “hieroglifájára” valóban az a legjellemzőbb, hogy a MEGLÉVŐ (modern genetikai, túlnyomórészt statisztikai és korrelációs) bioinformatikai módszerek legtöbbjének alkalmazhatósága igencsak megkérdőjelezhető – mindaddig, mig a DNS “matematikai nyelve” tényleg ismeretlen. (A hidden Markovian pattern-recognition módszerek már a PosztModern korszakra máris jellemző rövid ismétlődő szakaszok, ld. http://www.pyknon.com megközelítést rebesgetik).
Neumann János igen hasonló helyzetben volt sajnos rövid élete végén, mikor rádöbbent, hogy az általa oly jól ismert számítógépek matematikai “saját nyelve” (Boolean algebra) teljesen más, mint a neurális hálózatok (idegrendszer) Neumann számára végig ismeretlennek maradt “saját matematikai nyelve”.
Mégsem volt reménytelen megkeresni (és megtalálni), hogy pl. a cerebelláris neuronhálózatok “saját nyelve” geometrikus (közelebbről a strukturo-funkcionális tulajdonságok a tenzorgeometria módszereivel fejthetők meg, ld. http://www.usa-siliconvalley.com).
Hasonlóképpen, a DNS úgy tűnik nem csak struktúrájában („kettős spirál”) szinte láthatólag geometrikus, de a DNS „saját matematikai nyelvezetére” a fraktálgeometria tűnik legtalálóbbnak. Persze ez korántsem holtbiztos, és nyilván nem „az egyedül üdvözítő” – bár máris jóval több, mint egy hipotézis, hiszen kisérletesen ellenőrizhető predikciókat szolgáltat, kisérletes adatokkal (pl. a megtalált fraktális strukturákkal, azok betegség-korrelációival) alátámasztott. (Gondoljunk arra, hogy a fény „sajátnyelvét” Schrödinger hullámjelenségként értelmezte, mig Heisenberg korpuszkuláris jelenségnek, s a kvantummechanika mindkét nyelvre hallgat).
Ha végigtekintünk az International PostGenetics Society alapitók és tagok névsorán http://www.postgenetics.org máris szembetűnő, hogy interdiszciplináris „felállás” kell, és van, hiszen pl. a Broad Institute alapítója Eric Lander szerint is, ld. http://www.junkdna.com/new_citations.html „biology has become an information science”. Ennek jegyében az IPGS Alapítók közt igen komoly matematikusok, informatikusok, neuralis halózat-úttörők karöltve dolgoznak a genóm-biológusokkal és a „junk dna diseases” szakorvosaival http://www.junkdna.com/junkdna_diseases.html .
pellioniszKUKACjunkdna.com
Nem vagyok genetikus, de valamennyit konyitok hozzá. Szerintem, a nemspecifikus résznek is fontos, de számunkra még javarészt ismeretlen, szerepe kell legyen az öröklődésben, illetve az örökölt jellegek gyakorlati létrehozásában és működtetésében. De az is joggal feltehető, hogy van egy rész, amely valamilyen tartalék funkciót lát el, mint az agykéreg neuronjainak esetében.
Ezt egy informatikusok számára is érthető példán úgy tudnám szemlétetni, hogy a humán genom az ember felépítéséhez szükséges információját nem jpg formátumban, hanem vektorgrafikai utasításhalmazként tárolja. Próbáljatok meg egy aránylag egyszerű rajzot nagy felbontásban digitalizálni, és a kapott fájl nagyságrendekkel lesz nagyobb, mint a vektorgrafikus utasítást tartalmazó fájl.
Azaz a genom egy instukcióhalmazt kódol, nem pedig egy konktét tervrajzot. Emiatt vannak nem genetikai eredetű fejlődési rendellenességek (pl. kismama keményen iszik, vagy bizonyos vírusokkal fertőződik) is, mert néha a terv kivitelezésébe hibák csúsznak. Ha nem instrukcióhalmazt, hanem konkrét tervrajzot kódolna genom, akkor ilyen hibák nem fordulnának elő, mert az esetleges hibákat a tervrajz alapján ki lehetne javítani.
Nincs olyan definíció, amely egyértelműen meghatározná, hogy mi a junk DNA (szemét DNS), ennek ellenére boldog, s boldogtalan dobálózik vele. A szemét DNSt elvileg a genom azon régiói alkotják, amlyekhez nem társítható specifikus szerep. A probléma ezzel az, hogy jelenleg nem ismerjük a szerepek összességét, emiatt nem tudjuk, hogy van-e olyan szakasza a genomnak, amelynek valóban ne lenne szerepe. Azaz rengeteg olyan korábban szemét DNS-nek tartott rész van a genomban, amelyről azóta kiderült, hogy mégsem szemét DNS.
A humán genomban kb 5% az, amely szekvenciaszinten is fontos, ez kb. megegyezik azzal a %-kkal, amennyiben az egér és ember genomja is hasonlít egymáshoz:
Struktúrainfromációt tartalmazó régiók:
Fehérjét kódoló régió : 1.5% (Ezt már kb. 9o%-os biztonsággal tudjuk.) StruktúrRNS-t kódoló régiók 1.5% (Ennek nagy része a sok kópiában jelenlevő riboszomális RNS, kisebb része rengetegféle kisebb méretű RNS-ből tRNS, snRNS, 4.5S RNS, ismeretlen RNS típusok)
A struktúrainformáció kifejeződését irányító szabályzó régiók:
Transzkripciót szabályzó DNS szekvenciák: kb. 1% Transzkripciót és transzlációt szabályzó RNS-ek kódolásához szükséges szekvenciák: felbecsülhetetlen, de 0.5-1%-ra saccolom, miRNS, természetes antiszenszek Ko- és posztranszkripciós modifikációt szabályzó DNS szekvenciák (szplájszing, snoRNS, ismeretlen miRNS, RNS típusok - Nobel 2oo6) Transzlációt és RNS stabilitást szabályzó RNS-ek (miRNS, specializált UTR régiók, ismeretlen RNS típusok - Nobel 2oo6) nehezen megbecsülhető, de 0.5% kromatinszerkezetet befolyoló RNS-eket tartalmazó genomszakaszok (ezekről gyakorlatilag semmit se tudnak, de egy-két Nobeldíjat meg fog érni ez a téma.)
Ezek azok a régiók, amelyek esetében azt várjuk, hogy a szekvenciájuk valamilyen szinten konzervált legyen. Ezek a szakaszok jól azonosíthatók komparatív genomanalízissel, de a funkciójukra vonatkozóan nagyon nehéz predikciókat tenni. Azaz tudjuk, hogy fontosak, de nem tudjuk miért.
Ezen kívül szvsz vannak olyan szakaszok is, amelyek esetében nem egy összefüggő szekvencia, hanem a DNS szakasz egymástól elkülönült kis alszakaszainak az együttese a fontos. Pl. minden 1ooo bp-ban egy 1o-2o bp-os szakasz. A bioinformatikai alkalmazások az ilyen típusú homológiákkal nem tudnak mit kezdeni. Valószínűleg kell majd egy biológiai jellegű modell, amire fel lehet építeni egy olyan Rejtett Markov modellt, amellyel az ilyen jellegű információ kiolvasható lesz a genomból. Addig kb. az a helyzet, hogy egy olyan hierogrifát akarunk megfejteni, amelyet egy számunkra ismeretlen nyelven van írva. Azaz a helyzet reménytelen.
De hogy folytassam a dolgot, a genomban nem csak a szekvencia hordoz információt. És ezzel zavarosabb vizekre eveztünk. Nyilvánvaló ugyanis, hogy vannak olyan szakaszok, amelyeknek nem a szekvenciája, hanem a bázisösszetétele vagy a hossza a fontos! Az ilyen régiókkal egyelőre nehéz mit kezdeni. Sok konkrét példa ismert, de kevés általánosságot lehet a példákból kivonatolni.
Egy közismert példa: bizonyos promoterelemeknek meghatározott távolságban kell lenni az első átírt bázispártól. A két homológ szekvencia közötti részt bármivel kicserélhetjük, és menni fog a dolog. Kivéve, ha a hosszát változtatjuk meg.
De hogy még tovább menjek, nemcsak a genom szekvenciája és hossza, hanem a szakasz jelenléte vagy hiánya is nagyon komoly információtartalommal bírhat! Ez megintcsak olyasmi, amit nagyon nehéz megközelíteni a jelenleg ismert bioinformatikai módszerekkel.
Aki kicsit foglalkozott komparatív genomanalízissel, annak feltűnt, hogy minél bonyolultabb egy szervezet, jellemzően annál kiseb a kódoló szekvencia aránya, és annál nagyobb a szabályzó elemek aránya. Feltételezhető tehát, hogy az evolúció során a meglévő génkészlet sokrétűbb felhasználásán keresztül bonyolódtak az élő rendszerek, és nem annyira a génkészlet felduzzasztásával.
És még egy elem van, amelyről a genom esetében meg kell említeni, mégpedig a genom stabilitása. A genom stabilitását számtalan tényező veszélyezteti, a legismertebbek a transzpozonok és a vírusok. Ezen elemek jelenléte hasznos a genom evolúciója szempontjából, de az egyén számára kellemetlen genomparazitáknak tekinthetők.
A genom stabilitása mindaddig nem volt fontos, ameddig ki nem alakultak a többsejtű élőlények. Sőt, a genomstabilitás kialakulása valószínűleg elengedhetetlen feltétele volt a többsejtűvé válásnak. Hogy egy idevágó példát mondjak, a rák a sejtctiklus betegsége, amelyet túlnyomó részben a genom instabilitása okoz.
Ma még csak kapisgáljuk azt, hogy minden genomnak van saját immunrendszere, amely a genom stabilitásáért felel, és azt, hogz ez az immunrendszer különösen fontos a többsejtű szervezetekben. Azt is tudjuk, hogy a genomok immunrendszere alapvetően különböző a prokariótákban és az eukariótákban. Az eukarióta genomok immunrendszere ma még alig ismert, de feltételezem, hogy a nukleáris genom "szemét DNS-e" elsősorban ebben az immunrendszerben kap szerepet.
Wulfin kérdése-megjegyzése a fraktális tömörítésre vonatkozóan ismét kiváló, mert egy tudományos alapproblémát céloz. "Informatikai" szemszögből az emberi DNS 1,3% génje egyszerűen nem elég, nem csak egy ember szervezetének meghatározására, de még az agyra sem. Sőt, az egész emberi DNS meglepően kicsi (ráfér egy DVD-re - kevesebb információ kellene egy ember létrehozására, mint egy Netflix-ből kölcsönzhető mozihoz? Arról nem is beszélve, hogy a Mycoplasma G. genómja még egy floppy-t sem tölt ki, hozzá lehet tenni pár zenét, pedig a floppy olyan kicsi, hogy már nem is használja senki). A Mycoplasma G. DNS-ében lévő 8% nemkódoló pedig mindössze 50 kilobázis (kb. ötvenezer A,C,T,G betű), aminél még egy bélyeg-nagyságú (igen gyenge felbontású) digitális kép infomációja is nagyobb.
A DNS nyilván valamilyen formában tömörítve tartalmazza az instrukciókat.
A fraktális tömörítés irodalma igen nagy. Barnsley (GeorgiaTech) kb. harmincezerszeres képtömörítést célzott meg, így akart High Definition TV rendszert építeni. (Megelőzték, még az igen egyszerű MPEG tömörítő algoritmusokból is vagyonokat csináltak itt Sziliciumvölgyben.)
Itt van a PosztModern Genetika "információs technológiai kihívása". A probléma kezelhetetlen, ha valaki nem ért az "információs technológiához", de akkor sem, ha a genómia biológiája szempontjából ignoráns.
A PosztGenetika interdiszciplináris (illetve transz-diszciplináris), és a paradigmaváltáshoz az is kell, hogy a begyepesedett axiómák felülvizsgálatára készség legyen, pl. észrevenni, hogy a tudományban gyakori korábbi axiómák "dogmává" válása. (Az "atom" az elemek legkisebb, tovább nem hasítható egysége. De hasadt, és ezért többek közt egy új tudomány, a kvantummechanika kellett).
Meg mindig izgat ez a fraktalos dolog, lenne meg par kerdesem.
A fraktalstruktura altalanosan jelemmezo a "nemkodolo" reszre?
Ha ez igaz ez azt is jelenti hogy a "nem kodolo" resz jol tomoritheto. Van-e valamilyen adat arra nezve mekkora tomoritetst lehet lererni a feltart fraktal struktura segitsegevel? Konnyen lehet hogy a joval nagyobbnak tunu "nem kodolo" resz igy informacio tartalmat tekintve nem is sokkal nagyobb.
“Back to science”. Wulfin irja:
“a nemkodolo reszben talalhatok csak ezek a magikus fractal strukturak. Nem lehet, hogy a fractal struktura pont arra utal, hogy nincs szelekcios nyomas alatt az adott regio?“
Ez egy kiváló, rendkívül „mélyjáratú”, s ráadásul tudományos kérdés. A blog deklarált elfogultságát talán a tudományra szorítkozva lehetne a tisztesség keretein belül tartani.
Az emberi DNS állomány 98.7%-a „nemkódoló”. Vajon elképzelhető-e, hogy hogy az evolúciós szelekció valahogy „felmenti” akár a rekombináció tetemes energiát igénylő terhétől a genóm messze túlnyomó többségét? Az evolúciós szelekció nyomása vajon miért és hogyan NEM vonatkozna a nemkódoló többségre? Ma már ismeretes (sőt, az eddig azonosított FractoSet fraktál struktúrák fellelt „kristályhibái” pl. a Parkinson kór és Friedreich ataxia betegségekkel aszociálhatók - több további szindróma előrehaladott és igéretes vizsgálat alatt), hogy a DNS „nemkódoló” többsége halálos betegségek igen valószínű forrása http://www.junkdna.com/junkdna_diseases.html Az evolúció nyomása ezt a hatalmas "ballasztot" kihalásra determinálja - hacsak valami igen lényeges és fenntartandó szerepet nem játszanak, amely még a halálos betegségek kockázatát is felülírja, nem?
A budapesti Kongresszus friss könyve (2006 október 12, CD-n is elérhető) a PosztGenetikai Társaság http://www.postgenetics.org számos Alapítójától-tagjától további információkat ad irodalmi forrásokra is.
A fenti szakkérdést az októberi előadások részleteiben is tárgyalták.
A '90-es évek elejéről már bőven akadnak, de 2005-től is vannal leadottak. Minden kutatónak vannak akumulációs és intenziv publikálási periódusai, nem kell ritmikus legyen a közlés. A Web of Science sem mindentudó s pláne ha neglizsálja az alacsony impakt faktorú vagy anélküli publikációkat. Mintha azt irtad volna, hogy elfogult vagy iránta, akkor ne tegyél rosszmájú megjegyzéseket se róla.
Valemelyik belinkelt lapon lattam hogy a nemkodolo reszben talalhatok csak ezek a magikus fraktal strukturak.
Nem lehet hogy a fraktal struktura pont arra utal hogy nincs szelekcios nyomas alatt az adott regio? Ha kinidulok egy betusorozatbol es elkezdek sorozatosan mutaciokat alkalmazni (veletlenszeru duplazas, pont mutacio) akkor fraktal strukuturaju lesz a sorozatom. Ha a sorozat egy reszet szelekcio ala helyezem ott a fraktal struktura a szelekcio miatt elhalvanyulhat mig a szelekcio nelkuli reszen megmarad.
Mivel a PosztGenetikai Társaság (International PostGenetics Society) elképzelése és megszervezése tőlem származik, a témában érintettként néhány tényre szeretném felhívni a figyelmet:
A Társaság honlapja (http://www.postgenetics.org) felsorolja az alapítókat (Falus, Vizi és Székely akadémikusok az első csatlakozók között vesznek részt, Dr. Falus szponzorálásával és otthoni szervezésével történt a európai alakuló konferencia, Budapesten 2006 október 12-én. Külön gondoskodtunk arról, hogy minden teher nélkül bárki szabadon ott lehessen). Kár, hogy ezt a „vitarovatot” egy saját bevallása szerint negatívan elfogult személy indította. Egy elfogulatlan médium talán szerencsésebb. Nem tudom, hogy az indító ott volt-e a két budapesti előadás bármelyikén. Az egyik a nemzetközi konferencián a Kongresszusi Központban angolul folyt, a másik (sokkal hosszabb) magyarul. Utóbbiban szinte korlátlanul folyt a kérdés-felelet, tudományos csatornákon pedig azóta is folytatódik.
Talán érdemes odafigyelni azokra a nagyobb léptékű átrendeződésekre, melyet a Genómika „PosztModern” korszaka fog előidézni régiók, ill. országok között (egy alapos áttekintés található a http://www.junkdna.com/new_citations.html honlapon).
A Genómia „PosztModern” korszaka (PostGenetics; Genetics beyond Genes) egyik leggyorsabban kibontakozó témája az éppen Budapesten eltemetett “junk” DNA (hulladék DNS) vizsgálatának területe. Egyik hozzászóló, a ma már igen kevesek egyike, aki még mindig „hulladék”-nak tartaná pl. az emberi DNS 98,7%-át kitevő nem közvetlenül proteint kódoló állományt, egy olyan „érvet” sorakoztat fel, melynek tényszerűen az ellenkezője igaz. Az u.n. „ultraconserved sequences”, vagyis a betüről-betüre megőrzött szekvenciák nagyobb része éppen az ilyen „non-coding” területeken fekszik. Mint a Budapesten is előadott (és az IPGS Tiszteletbeli Elnökséget elfogadó Dr. Malcolm J. Simons) is pontosan erre mutatott rá, a törzsfejlődés hatalmas nyomásának eredményeként a „nem kódoló” DNS állománynak el kellett volna tűnnie, de mivel nem tűnt el (éppen ellenkezőleg, nagyjából egyre hatalmasabb többséget képvisel, embernél 98,7%-ot), ez az evolúció elmélete szerint funkciót tulajdonít a (közvetlenül) „nem-kódoló” állománynak.
Ugyancsak figyelembe ajánlom a témát egyre mélyebben tanulmányozó kollégáknak, hogy napjainkban az u.n. „non-coding DNA diseases”, ld. http://www.junkdna.com/junkdna_diseases.html a „PostGenetic Medicine” által vizsgált és remélhetőleg hamarosan kezelhető olyan örökletes betegségek, melyeknél a „gének” tökéletesek, de a 98,7%-ban rejlő problémák okoznak súlyos szenvedéseket (Alzheimer, Parkinson, tumorbetegségek, stb) akár egy komoly „húzóágazatot” is jelenthetnének otthon.
Saját szűkebb témámban a http://www.usa-siliconvalley.com honlapon felsorolt közlemények közül a FractoGene (fraktogén) megközelítés kisérletes predikciójának alátámasztását ismertető szakcikket javaslom, teljességében elérhető a http://www.junkdna.com/fractogene/05_simons_pellionisz.pdf címen.
"De vagy nem olvastad végig a cikket, vagy nem figyeltél kellőképpen oda."
teny hogy nem olvastam vegig feszult figyelemmel, de a centro-telomerat csak strukturregio peldajakent hoztam fel, konkretan a kromoszoma alakjanak kialakulasaban segito, az egesz genomban elszort szekvenciakra gondoltam ami feherjekhez vagy citoszkeletonhoz kotodhet es vagy van ilyen vagy nincs :)
En nem igazan pozitiv ertelemben (understatement of the century) vagyok elfogult Pellionisszal kapcsolatban, ezert nem lenne helyes, ha ebben allastfoglalnek.
Te elolvastad az origón a cikket? Azért akad benne ujdonság. Mellesleg a Critical Biomass bloggon fórumtársunk Dolphin személyesen vitázott Dr. P-vel. a témáról! S Dolphin genetikus.
Bizz 'sten, fene rosszindulatuak tudtok lenni! Ahelyett, hogy örülnétek hogy első kézből jutottok hozzá ilyen újdonságokhoz! Nem nektek csak a másodkézből származóak a megfelelőek. Pfujj....-:)))
"Pellionisz kutatásai során kiderült: a genomnak egy határozott belső matematikája, geometriája van - méghozzá a természetben oly gyakori fraktálgeometria."
Ha fogunk egy betusorozatot es elkezdunk megduplazni benne veletlen szakaszokat akkor nem meglepo hogy frakatal jellegu lesz a vegerdemeny, szerintem ez mar legalabb 20 eve tiszta sor.
Szertenek latni mar valami publikaciot ahol ezek a vilagrengeto Pellionisz fele eredmenyek le vannak irva. Van ilyen?
De vagy nem olvastad végig a cikket, vagy nem figyeltél kellőképpen oda. Az összefoglalás előtt pont a satelit részekről (centromer, telomer) szól s az itt felfedezett "hulladék" jellegzetességeiről. Én a szektikusok kozé sorolom magam, de ebben látok fantáziát. Kérdés, hogy mi jön ki belőle. A puding próbája, ugyebár, hogy....
