معهد ويلكوم سانجر

في عام ١٩٩٣، انتقل موظفو مركز سانجر، البالغ عددهم آنذاك ١٧ موظفًا، إلى مختبرات مؤقتة في قاعة هينكستون في كامبريدجشير . ^{[ ٧ ]} أصبح هذا الموقع، الذي تبلغ مساحته ٥٥ فدانًا (٢٢٠,٠٠٠ متر مربع ⁾ ، فيما بعد مجمع ويلكوم للجينوم، الذي يضم عددًا متزايدًا من الموظفين يصل إلى حوالي ١٣٠٠ موظف، منهم حوالي ٩٠٠ يعملون في معهد سانجر. ^{[ ٨ ]} يضم مجمع الجينوم أيضًا مركز مؤتمرات ويلكوم ترست ^{[ ٩ ]} والمعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية . تم افتتاح توسعة كبيرة للمجمع رسميًا في عام ٢٠٠٥؛ ^{[ ١٠ ]} وتضم المباني مختبرات جديدة ومركز بيانات ومرافق للموظفين. ^{[ ١١ ]} عند مناقشة اسم المركز، قال سانجر (الذي كان لا يزال على قيد الحياة عند افتتاح المركز) لجون سولستون ، المدير المؤسس، إنه "من الأفضل أن يكون اسم المركز جيدًا". علّق سولستون قائلًا: "أتمنى لو لم أسأل". ^{[ ١٢ ]} 

يتعامل فريق تسلسل الحمض النووي في معهد سانجر مع ملايين عينات الحمض النووي أسبوعيًا. ويستفيد المعهد من أحدث التقنيات للإجابة عن أسئلة كانت عصية على الحل قبل بضع سنوات فقط. ^{[ 13 ]} وتتيح التطورات التكنولوجية لمعهد سانجر إجراء تسلسل جينومات الأفراد من البشر، والفقاريات، ومسببات الأمراض ، بوتيرة متسارعة وتكلفة متناقصة. ويجري المعهد حاليًا أكثر من 100 مشروع لتسلسل مسببات الأمراض. [ ^{14 ] ويبلغ} إنتاج معهد سانجر حوالي 10 مليارات قاعدة من بيانات التسلسل الخام يوميًا. ^{[ 15 ]}

تُعد موارد قواعد البيانات البيولوجية المعلوماتية إحدى نتائج البرامج البحثية التي يشارك فيها معهد سانجر. وتشمل تلك التي يستضيفها معهد سانجر ما يلي:

تم إنشاء العديد من قواعد البيانات في معهد سانجر، ولكنها الآن مستضافة في أماكن أخرى:

يُقدّم هذا البرنامج قيادةً في مجال تجميع البيانات والابتكار المعلوماتي، ويُطوّر نماذج خلوية عالية الإنتاجية للسرطان لإجراء فحوصات وظيفية شاملة للجينوم واختبار الأدوية، ويستكشف دور الطفرات الجسدية في التطور النسيلي والشيخوخة والنمو. ويشمل هذا البرنامج مشروع جينوم السرطان .

يستكشف هذا البرنامج وظائف الجينات البشرية من خلال دراسة تأثير التباين الجيني على بيولوجيا الخلية. وتُستخدم فيه فحوصات منهجية واسعة النطاق لاكتشاف تأثير الطفرات الجينية الطبيعية والمُهندسة في الخلايا الجذعية المُستحثة متعددة القدرات البشرية (hIPSCs)، ومشتقاتها المُتمايزة، وأنواع الخلايا الأخرى. وهو أحد البرامج المؤسسة التي تقود إنشاء وتنظيم مبادرة أطلس الخلية البشرية الدولية .

يركز بحث المعهد في علم الوراثة البشرية على توصيف التباين الجيني البشري في الصحة والمرض. وإلى جانب مساهمة المعهد في مشروع الجينوم البشري ، قدم باحثو معهد سانجر إسهامات في مجالات بحثية متنوعة تتعلق بالأمراض، وعلم الوراثة المقارن للسكان، وعلم الوراثة التطوري . في يناير 2008، أُطلق مشروع الألف جينوم ، وهو تعاون مع علماء من مختلف أنحاء العالم، مُعلنًا عن جهدٍ لتسلسل جينومات ألف فرد بهدف إنشاء "خريطة مفصلة للتباين الجيني البشري لدعم دراسات الأمراض". ^{[ 26 ]} أُتيحت بيانات المشاريع التجريبية مجانًا في قواعد البيانات العامة في يونيو 2010. ^{[ 27 ]} في عام 2010، أعلن معهد سانجر مشاركته في مشروع UK10K، ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} الذي سيُجري تسلسل جينومات عشرة آلاف فرد لتحديد المتغيرات الجينية النادرة وتأثيراتها على صحة الإنسان. يُعد معهد سانجر جزءًا من الاتحاد الدولي لجينوم السرطان ، وهو جهد دولي لوصف أنواع مختلفة من أورام السرطان . ^{[ 31 ]} كما أنه جزء من برنامجي البحث GENCODE و ENCODE ^{[ 32 ]} لإنشاء موسوعة لعناصر الحمض النووي.

يطبق البرنامج علم الجينوم على دراسات واسعة النطاق لتحديد المتغيرات والمسارات المسببة للأمراض البشرية وتأثيراتها على بيولوجيا الخلية. كما يقوم بنمذجة الاضطرابات النمائية لاستكشاف الجوانب الجسدية التي قد تكون قابلة للعكس.

يبحث هذا البحث في الآليات الأساسية المشتركة للتطور والعدوى ومقاومة العلاج، بهدف تعزيز فهم البكتيريا والفيروسات والطفيليات ، مع التركيز بشكل خاص على الملاريا . كما يستكشف تأثيرات التباين الجيني على بيولوجيا التفاعلات بين المضيف والممرض ، ولا سيما استجابة المضيف للعدوى ودور الميكروبيوتا في الصحة والمرض. جميع الجينومات ، بعد تسلسلها، متاحة في قاعدة بيانات GeneDB الإلكترونية التي تتم صيانتها محليًا.

تستخدم هذه التقنية مرافق سانجر الحاسوبية لبناء نماذج حاسوبية تُنتج مجموعات بيانات أساسية، مما يُتيح فهم وتوقع نتائج تغيير النيوكليوتيدات الفردية في كل جينوم. وتُنتج تجارب التسلسل واسعة النطاق مجموعات بيانات يُمكن من خلالها رصد التغيرات في تسلسل الحمض النووي (DNA) وظهور تغيرات في الحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات والشبكات الخلوية.

أُنشئ برنامج شجرة الحياة عام ٢٠١٩ لدراسة تنوع الكائنات الحية المعقدة الموجودة في المملكة المتحدة باستخدام تقنيات التسلسل والتحليل الخلوي. كما يقارن البرنامج بين تسلسلات الجينوم للأنواع المختلفة لفهم تطورها والحفاظ عليها. وسيلعب هذا البرنامج دورًا رائدًا في مشروع شجرة الحياة في داروين، وهي مبادرة على مستوى المملكة المتحدة لتسلسل جينومات جميع الأنواع المعقدة ( حقيقيات النوى ) البالغ عددها ٦٦٠٠٠ نوع في الجزر البريطانية.

يُجرى جزء كبير من أبحاث معهد سانجر بالشراكة مع المجتمع العلمي الأوسع ؛ إذ تتضمن أكثر من 90% من أوراق المعهد البحثية تعاونًا مع منظمات أخرى. ^{[ 33 ]} ومن أبرز أوجه التعاون ما يلي:

يُقدّم معهد سانجر برنامجاً للأنشطة التوعوية العامة . ويهدف البرنامج إلى جعل البحوث الطبية الحيوية المعقدة في متناول مجموعة واسعة من الجماهير، بما في ذلك طلاب المدارس ومعلميهم، وأفراد المجتمع المحلي.

يهدف برنامج التواصل والمشاركة العامة إلى "تشجيع النقاش المستنير حول القضايا ذات الصلة بأبحاث معهد سانجر" ^{[ 37 ]} و"بناء مجتمع من الباحثين القادرين على التواصل بفعالية مع مختلف الجماهير". ^{[ 37 ]} يستضيف المعهد زيارات لأكثر من 1500 طالب ومعلم ومجموعة مجتمعية سنويًا. ويمكن للزوار مقابلة الكادر العلمي، والقيام بجولة في المعهد ومرافقه، والمشاركة في مناقشات وأنشطة حول الأخلاقيات. كما يقدم البرنامج دورات تطوير مهني لمعلمي العلوم في الشهادة العامة للتعليم الثانوي (GCSE) وما بعد المرحلة الثانوية (16 عامًا) من خلال الشبكة الوطنية لمراكز تعليم العلوم ، واستضافة زيارات للمجموعات المهتمة بتحديث معارفها في علم الوراثة المعاصر. ويُتاح أيضًا التواصل عبر الفيديو مع معهد سانجر لمراكز تعليم العلوم والمراكز العلمية والمدارس.

يتعاون الموظفون العلميون وموظفو التوعية العامة ويساهمون في مشاريع وطنية مثل معرض InsideDNA المتنقل في المملكة المتحدة ^{[ 38 ]} ومعرض " من أنا؟" في متحف العلوم . ^{[ 39 ]} كما يشاركون في فعاليات عامة مثل مهرجان كامبريدج للعلوم.

يُدير المعهد برنامجين تدريبيين لدرجة الدكتوراه: برنامج مدته أربع سنوات لخريجي العلوم الأساسية، وبرنامج مدته ثلاث سنوات للأطباء السريريين. يتطلب البرنامج الذي يمتد لأربع سنوات من الطلاب التناوب بين ثلاثة مختبرات مختلفة لتوسيع آفاقهم العلمية قبل اختيار مشروع الدكتوراه. ويُشترط على كل طالب اختيار مشروع تجريبي واحد على الأقل ومشروع آخر قائم على المعلوماتية. ^{[ 40 ]} يضم المعهد حوالي 50 طالبًا في مرحلة ما قبل الدكتوراه، جميعهم مسجلون في جامعة كامبريدج . ^{[ 41 ]}

اعتبارًا من عام 2019يقود هيئة تدريسية تضم 32 عالماً أبحاثاً قائمة على الفرضيات ، سعياً لإيجاد إجابات لأسئلة طبية حيوية. ^{[ 44 ]} ومن بين هؤلاء، دومينيك كوياتكوفسكي ، ونيكول سورانزو ، ومايكل ستراتون ، وسارة تيشمان ، وماثيو هيرلز . كما يضم المعهد عدداً من أعضاء هيئة التدريس المنتسبين، والزملاء الدوليين، وأعضاء هيئة التدريس الفخريين. ومن بينهم أدريان بيرد ، وإيوان بيرني ، وكريس بونتينغ ، وفيونا باوري ، وستيفن أوراهيلي ، وأنطونيو فيدال-بويغ ، وولف رايك ، وغيرهم.

يسترشد مجلس إدارة سانجر بالمجلس الاستشاري العلمي ^{[ 45 ]} الذي يضم أعضاؤه البروفيسور ديفيد ألتشولر ، والبروفيسور أنطون بيرنز ، والبروفيسور ديفيد جيه ليبمان ، والبروفيسور كيفن مارش، والبروفيسور السير بول نيرس .

يشمل أعضاء هيئة التدريس السابقون في سانجر ما يلي: ^{[ 46 ]}

كان جون إي. سولستون المدير المؤسس لمعهد سانجر. ولعب سولستون دورًا محوريًا في اختيار موقع هينكستون للمعهد، وبقي مديرًا له حتى الإعلان عن اكتمال مسودة الجينوم البشري عام 2000. ^{[ 49 ]} تخرج سولستون من جامعة كامبريدج عام 1963، وحصل على درجة الدكتوراه في التخليق الكيميائي للحمض النووي عام 1966. ^{[ 50 ]} وتقاسم جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عام 2002 مع روبرت هورفيتز وسيدني برينر ، ^{[ 51 ]} بعد عامين من تنحيه عن منصب مدير المعهد.

في عام 2000، ترك آلان برادلي منصبه كأستاذ في كلية بايلور للطب بالولايات المتحدة الأمريكية، ليتولى منصب مدير معهد سانجر. كان برادلي يطمح إلى البناء على إنجازات معهد سانجر في مشروع الجينوم البشري من خلال "التركيز على وظائف الجينات، وجينوم السرطان، وجينومات الكائنات النموذجية مثل الفأر وسمكة الزيبرا". ^{[ 52 ]} حصل برادلي على شهادات البكالوريوس والماجستير والدكتوراه في علم الوراثة من جامعة كامبريدج. ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]}

في عام 2010، تنحى برادلي عن منصبه القيادي لتأسيس شركة ناشئة ، لكنه لا يزال عضواً في هيئة التدريس بالمعهد بصفة مدير فخري. وفي مايو من ذلك العام، عُيّن مايك ستراتون ، أحد قادة مشروع جينوم السرطان والاتحاد الدولي لجينوم السرطان ، مديراً لمعهد سانجر. ^{[ 57 ]}

افتُتح معهد سانجر عام 1993، بعد ثلاث سنوات من انطلاق مشروع الجينوم البشري ، وقدّم أكبر إسهام منفرد في تسلسل الجينوم البشري المعياري الذهبي ، الذي نُشر عام 2004. ^{[ 58 ]} شارك المعهد في تعاونات لتسلسل 8 من أزواج الكروموسومات البشرية الـ 23 ( 1 ، 6 ، 9 ، 10 ، 13 ، 20 ، 22 ، و X ). ^{[ 59 ]} منذ نشر الجينوم البشري، تطورت الأبحاث التي أُجريت في المعهد لتتجاوز تسلسل الكائنات الحية إلى مجالات بحثية طبية حيوية متنوعة، بما في ذلك دراسات حول أمراض مثل السرطان والملاريا والسكري.