Введение
Британский институт геномных исследований
Институт Уэлкома Сэнгера, ранее известный как Центр Сэнгера и Институт Уэлкома Траста Сэнгера, – некоммерческий британский институт, занимающийся геномными и генетическими исследованиями и финансируемый преимущественно фондом Уэлкома Траста. Он расположен на территории Wellcome Genome Campus рядом с деревней Хинкстон, недалеко от Кембриджа, и совместно с Европейским институтом биоинформатики. Институт был основан в 1992 году и назван в честь дважды лауреата Нобелевской премии Фредерика Сэнгера. Изначально он был задуман как крупномасштабный центр секвенирования ДНК для участия в проекте «Геном человека» и внес наибольший вклад в создание эталонной последовательности генома человека. С момента основания институт придерживается политики открытого обмена данными и проводит значительную часть своих исследований в сотрудничестве с другими организациями. С 2000 года миссия института расширилась, включив в себя изучение «роли генетики в здоровье и заболеваниях». В настоящее время в институте работает около 900 человек, которые ведут исследования в пяти основных направлениях: онкология, старение и соматические мутации; клеточная генетика; генетика человека; паразиты и микробы; и «Древо жизни».
Кампус
В 1993 году 17 сотрудников Центра Сангера переехали во временные лабораторные помещения в поместье Хинстон-холл в Кембриджшире. Это место впоследствии стало кампусом Wellcome Genome Campus, который сейчас насчитывает около 1300 сотрудников, примерно 900 из которых работают в Институте Сангера. В состав кампуса также входят конференц-центр Wellcome Trust и Европейский институт биоинформатики. В 2005 году было официально открыто значительное расширение кампуса, включающее новые лаборатории, центр обработки данных и помещения для сотрудников. Обсуждая название центра, Сангер (который был жив на момент открытия) сказал Джону Сулстону, директору-основателю, что центру "следует быть действительно хорошим". Сулстон заметил: "Я пожалел, что вообще спросил".
Секвенирование
Сотрудники Института Сангера, занимающиеся секвенированием, обрабатывают миллионы образцов ДНК каждую неделю. Институт "использует передовые технологии, чтобы отвечать на вопросы, на которые невозможно было ответить еще несколько лет назад". Достижения в технологиях позволяют Институту Сангера проводить секвенирование геномов отдельных людей, видов позвоночных и патогенов, с постоянно растущей скоростью и снижающимися затратами. В институте ведется более 100 текущих проектов по секвенированию патогенов. Объем данных, производимых Институтом Сангера, составляет около 10 миллиардов пар оснований необработанных последовательностей в день.
Исследования
Научные исследования в Институте Сангера организованы в пять научных программ, каждая из которых определяет основную область исследований с определенным биологическим, медицинским или аналитическим уклоном. В настоящее время в Институте Сангера действуют программы по онкологии, старению и соматическим мутациям, клеточной генетике, генетике человека, паразитам и микробам, а также «Древо жизни». Исследования, проводимые во всех программах, позволяют получить представление об эволюции человека, патогенов и клеток, о фенотипических и, как следствие, биологических последствиях вариаций генома и о процессах, вызывающих мутации.
Программа по борьбе с раком, старением и соматическими мутациями
Обеспечивает лидерство в области агрегации данных и инноваций в информатике, разрабатывает высокопроизводительные клеточные модели рака для проведения полногеномных функциональных скринингов и тестирования лекарственных препаратов, а также изучает роль соматических мутаций в клональной эволюции, старении и развитии. В рамках этой программы реализуется проект "Геном рака".
Программа клеточной генетики
Исследует функцию генов человека, изучая влияние вариаций генома на клеточную биологию. Для выявления последствий естественных и искусственно созданных мутаций генома в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках человека (hIPSC), их дифференцированных производных и других типов клеток используются крупномасштабные систематические скрининги. Эта программа является одной из основополагающих, стимулирующих создание и организацию международной инициативы "Атлас человеческих клеток".
Программа генетики человека
Исследования института в области генетики человека сосредоточены на характеристике генетической изменчивости человека при здоровье и заболевании. Помимо вклада института в проект «Геном человека», исследователи Института Сангера внесли вклад в различные области исследований, связанные с заболеваниями, популяционной сравнительной и эволюционной генетикой. В январе 2008 года был запущен проект «1000 геномов» – совместная работа с учеными по всему миру, направленная на секвенирование геномов 1000 человек с целью создания «наиболее детальной карты генетической изменчивости человека для поддержки исследований заболеваний». Данные пилотных проектов были сделаны свободно доступными в публичных базах данных в июне 2010 года. В 2010 году Институт Сангера объявил о своем участии в проекте UK10K, который предполагает секвенирование геномов 10 000 человек для выявления редких генетических вариантов и их влияния на здоровье человека. Институт Сангера также является частью Международного консорциума генома рака – международного усилия по описанию различных типов раковых опухолей. Институт также участвует в исследовательских программах GENCODE и ENCODE, направленных на создание энциклопедии элементов ДНК. Программа применяет геномику к исследованиям в масштабе популяций для выявления причинных вариантов и путей, вовлеченных в развитие заболеваний человека, и их влияния на клеточную биологию. Также проводятся моделирования нарушений развития для изучения возможности обратимости определенных физических проявлений.
Программа по патогенным и микробиологическим заболеваниям
Исследует общие лежащие в основе механизмы эволюции, инфекции и устойчивости к терапии, чтобы углубить понимание бактерий, вирусов и паразитов, с особым акцентом на малярию. Также изучается влияние геномных вариаций на биологию взаимодействия хозяина и патогена, в частности, на иммунный ответ хозяина на инфекцию и роль микробиоты в здоровье и заболевании. Все геномы, полученные в результате секвенирования, становятся доступными в веб-базе данных GeneDB, поддерживаемой на месте.
Программа "Древо жизни"
Программа «Древо жизни» была создана в 2019 году для изучения разнообразия сложных организмов, обитающих в Великобритании, с использованием секвенирования и клеточных технологий. Она также сравнивает геномные последовательности видов, чтобы получить новые знания об эволюции и сохранении биоразнообразия. Эта программа будет играть ведущую роль в проекте «Дарвиновское древо жизни» – общенациональной инициативе Великобритании по секвенированию геномов всех 66 000 сложных видов (эукариот), населяющих Британские острова.
Вовлечение общественности
Институт Сангера реализует программу взаимодействия с общественностью. Цель программы – сделать сложные биомедицинские исследования понятными для широкого круга аудитории, включая школьников и учителей, а также жителей местных сообществ. Программа "Коммуникация и вовлечение общественности" направлена на "стимулирование обоснованных дискуссий по вопросам, имеющим отношение к исследованиям Института Сангера". Институт принимает более 1500 школьников, учителей и представителей общественных организаций ежегодно. Посетители могут встретиться с научными сотрудниками, совершить экскурсию по институту и его лабораториям, а также принять участие в этических дискуссиях и практических занятиях. Программа также предлагает курсы повышения квалификации для учителей, преподающих естественные науки в рамках программ GCSE и после 16 лет, через национальную сеть Центров научного образования, а также организует визиты для групп, заинтересованных в обновлении своих знаний в области современной генетики. Для Центров научного образования, научных центров и школ также предлагаются видеоконференции с участием сотрудников Института Сангера. Сотрудники, отвечающие за научную коммуникацию и взаимодействие с общественностью, сотрудничают и вносят вклад в национальные проекты, такие как передвижная выставка InsideDNA в Великобритании и экспозиция "Кто я?" в Музее науки. Они также принимают участие в публичных мероприятиях, таких как Кембриджский научный фестиваль.
Высшее образование
Институт реализует две программы подготовки докторов философии (PhD): четырехлетняя программа для выпускников естественнонаучных специальностей и трехлетняя программа для врачей-клиницистов. Четырехлетняя программа предполагает прохождение студентами практики в трех различных лабораториях для расширения их научного кругозора перед выбором темы диссертационного исследования. Каждый студент обязан выбрать как минимум один проект, основанный на экспериментальных исследованиях, и один проект, основанный на информационных технологиях. В институте обучается около 50 аспирантов, все из которых зарегистрированы в Кембриджском университете.
Офицеры
Согласно Companies House, пять руководителей материнской компании Genome Research Limited — Генри Паркинсон, Кей Элизабет Дэвис, Рольф Дитер Хойер, Джеймс Катберт Смит и Дэвид Линдси Уиллеттс. Согласно веб-сайту Института Сангера, Генри Паркинсон является главой юридического отдела.
Персонал
По состоянию на 2023 год в Институте Сангера работает более тысячи человек, а возглавляет его Мэтью Херлс. Ниже приведен список известных научных сотрудников, преподавателей и выпускников:
Академический факультет
В 2019 году факультет, состоящий из 32 ученых, проводил исследования, основанные на выдвижении гипотез, стремясь найти ответы на биомедицинские вопросы. Среди них – Доминик Квиатковски, Николь Соранцо, Майкл Страттон, Сара Тейхманн и Мэтью Хёрлс. Институт также включает в себя ряд ассоциированных членов факультета, международных исследователей и почетных членов факультета. Среди них – Эдриан Берд, Эван Бирни, Крис Понтинг, Фиона Поури, Стивен О'Рахилли, Антонио Видал Пуиг и Вольф Рейк, и другие.
Научно-консультативный совет
Совет директоров Института Sanger руководствуется научным консультативным советом, в состав которого входят профессор Дэвид Алтшулер, профессор Антон Бернс, профессор Дэвид Липман, профессор Кевин Марш и профессор сэр Пол Нёрс.
Управление
Джон Э. Сулстон был директором-основателем Института Сангера. Сулстон сыграл ключевую роль в выборе площадки в Хинкстоне для института и оставался его директором до объявления о завершении черновой версии генома человека в 2000 году. Сулстон окончил Кембриджский университет в 1963 году и получил степень доктора философии по химическому синтезу ДНК в 1966 году. В 2002 году он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Робертом Хорвицем и Сиднеем Бреннером, через два года после ухода с поста директора института. В 2000 году Аллан Брэдли покинул должность профессора в медицинском колледже Бейлора (США), чтобы возглавить Институт Сангера в качестве директора. Брэдли стремился развить успехи Института Сангера в проекте «Геном человека», сосредоточившись на функциях генов, геномике рака и геномах модельных организмов, таких как мышь и данио рерио. Брэдли получил степени бакалавра, магистра и доктора философии по генетике в Кембриджском университете. В 2010 году Брэдли оставил руководящую должность, чтобы основать стартап-компанию, но сохранил за собой место в штате института в качестве директора-эмерита. Майк Страттон, являющийся лидером проекта «Геном рака» и Международного консорциума по геному рака, был назначен директором Института Сангера в мае того же года.
Проект генома человека
Институт Сангера был открыт в 1993 году, через три года после запуска проекта «Геном человека», и впоследствии внес наибольший вклад в создание эталонной последовательности генома человека, опубликованной в 2004 году. Институт участвовал в коллаборациях по секвенированию 8 из 23 пар человеческих хромосом (1, 6, 9, 10, 13, 20, 22 и X). После публикации генома человека исследования, проводимые в институте, расширились за пределы секвенирования организмов и охватили различные области биомедицинских исследований, включая изучение таких заболеваний, как рак, малярия и диабет.
Противоречия
В августе 2018 года сообщалось о проведении расследования в связи с обвинениями в травле сотрудников и гендерной дискриминации, выдвинутыми против высшего руководства Института Wellcome Trust Sanger, включая директора. Расследование, проведенное юристом Томасом Киблингом из Matrix Chambers, завершилось в октябре 2018 года и не выявило нарушений со стороны Страттона, при этом были указаны области, требующие улучшения в работе Института Сангера. Выводы расследования и его независимость подверглись сомнению. В октябре 2019 года стало известно, что институт разработал медицинский инструмент с намерением получить прибыль от его использования, несмотря на отсутствие необходимого этического и юридического одобрения, о чем были уведомлены Университет Стелленбоша и внутренние информаторы.