Proiectul genomului uman (in limba engleza, Human Genome Project sau HGP ) este un program lansat la sfârșitul anului 1988 , cu misiunea de a stabili succesiunea finaliza ADN - ul a genomului uman . Finalizarea sa a fost anunțată la14 aprilie 2003. Noul proiect lansat în urmaSeptembrie 2003, ENCODE ( Enciclopedia elementelor ADN ), oferă rezultate importante asupra ADN-ului uman care nu codifică .
Genomul uman este ansamblul informațiilor genetice purtate de ADN pe cele 23 de perechi de cromozomi prezenți în nucleu plus ADN mitocondrial (moștenit doar de la mamă). Purtă toate informațiile genetice umane, estimate la 100.000 de gene înainte de secvențiere și care în cele din urmă s-au dovedit a conține 20.000 până la 25.000 de gene. Această întreprindere la scară largă este rezultatul cooperării științifice internaționale care a durat aproape cincisprezece ani. În cele din urmă, a dat naștere unei concurențe acerbe între consorțiul public internațional și o companie privată, Celera Genomics .
Oamenii de știință cred că vor putea proiecta primul genom uman în 2026 . Alții se distanțează de afirmațiile prezumtuoase, amintesc de micile consecințe în ceea ce privește stăpânirea genetică și măsoară enormitatea ignoranței umane în domeniu. Proiectul genomului uman nu a mai fost prezentat în 2011 ca o „condiție prealabilă” pentru progresul real, așadar așteptat mai târziu.
Ideea proiectului a fost lansată la începutul anului 1985 . Trei oameni de știință vor propune în mod independent acest proiect. În primul rând, Renato Dulbecco , Premiul Nobel în 1975 pentru descoperirea oncogenelor, menționează această posibilitate în timpul conferințelor. Apoi va publica o rubrică în revista americană Science . Apoi, Robert Sinsheimer, cancelarul Universității California din Santa Cruz ( California ), a organizat o conferință pe această temă înMai 1985, dar nu poate găsi finanțare. Proiectul va fi susținut inițial de Departamentul Energiei din SUA (DOE) în 1986 și de directorul său de biologie, Charles DeLisi, care va finanța o serie de studii de fezabilitate și dezvoltări timpurii.
Au urmat doi ani de discuții pline de viață cu privire la oportunitatea secvențierii în comunitatea științifică, înainte ca, la sfârșitul anului 1988 , decizia de a lansa proiectul pe scară largă să fie luată la recomandarea Consiliului Național American de Cercetare . În același timp, în Elveția , se creează HUGO, Organizația pentru genomul uman , care își propune să coordoneze eforturile tuturor țărilor la nivel global.
Proiectul a început în 1989 pentru o durată anticipată de 15 ani, cu un buget total estimat la 3 miliarde de dolari . Acesta va include studiul nu numai al genomului uman, ci și al organismelor model cum ar fi E. coli sau Drosophila . Pilotarea este în cele din urmă încredințată National Institutes of Health si primul director va fi James Watson , co-descoperitorul structurii ADN - ului dublu helix . Publicarea secvenței „brute” se va face în sfârșit în februarie 2001 , cu trei ani înainte de termenul planificat.
În 1998 , Craig Venter, pe atunci șeful Institutului pentru Cercetări Genomice (TIGR) , o fundație privată non-profit, a anunțat că înființează o companie privată, Celera Genomics , cu sprijinul Perkin-Elmer, o mare corporație instrumentare științifică. Scopul lor este secvențierea genomului uman în doar trei ani, folosind o abordare extrem de robotică. Celera intenționează să obțină o rentabilitate a investiției sale masive (în jur de 300 de milioane de dolari) prin vânzarea accesului la genom către companiile farmaceutice.
Acest anunț provoacă un strigăt în comunitatea științifică, care consideră genomul uman ca o moștenire comună a umanității, a cărei însușire prin interese private este intolerabilă. A urmat o cursă de trei ani între Celera și consorțiul internațional public, condusă de Francis Collins , care l-a succedat lui James Watson . Aceasta s-a încheiat cu o remiză în iunie 2000 . Pe 26 iunie , Bill Clinton a anunțat oficial sfârșitul secvențierii genomului „brut” de la Casa Albă .
Apare publicația oficială a celor două secvențe „brute”, cele ale consorțiului internațional și ale Celerei Februarie 2001. Pentru a reconstitui genomul din fragmentele de ADN secvențiat, Celera anunță că a folosit nu numai propriile date, ci și cele publicate online de consorțiul internațional. Comunitatea științifică este revoltată de acest proces și afirmă că metoda folosită de Venter și colegii săi de la Celera nu ar fi putut funcționa fără acest jaf.
Trei ani mai târziu, echipa Celera își va publica din nou filmările, obținute de această dată fără ajutorul datelor consorțiului internațional, pentru a demonstra fezabilitatea abordării sale.
Secvențele publicate în 2001 erau schițe, ceea ce se numea atunci secvențe brute, existau încă un număr mare de găuri și imperfecțiuni. Secvența completă a fost finalizată în 2004 de consorțiul internațional public.
Aceste cinci centre au produs puțin peste 80% din serie. Întregul consorțiu internațional a inclus alte unsprezece centre:
Obiectivele PGH originale nu au fost doar secvențierea tuturor celor 3 miliarde de perechi de baze ale genomului uman cu o rată minimă de eroare, ci și identificarea tuturor genelor din această cantitate mare de date. Această parte a proiectului nu este încă finalizată, în ciuda unui număr preliminar care indică aproximativ 20.500 de gene din genomul uman, care este mult mai puțin decât se aștepta de majoritatea oamenilor de știință.
În 1995, diferiții oameni de știință care au condus proiectul de secvențiere a genomului uman s-au întâlnit pentru o întâlnire în Bermuda sub egida Wellcome Trust . Aceștia iau două decizii politice majore care vor influența cursul proiectului. În primul rând, ei decid asupra caracterului public al genomului, care este considerat o moștenire a umanității. Orice fragment dintr-o secvență descifrată trebuie publicat imediat pe Internet . Apoi, obiectivul final de precizie este stabilit la 99,99%, adică cel mult o eroare la fiecare 10.000 de nucleotide .
Un alt obiectiv al PGH a fost dezvoltarea de metode mai rapide și mai eficiente pentru secvențierea ADN și analiza secvenței, precum și transferul acestor tehnologii către industrie. Între 1989 și 2001, randamentul tehnologiei de secvențiere sa îmbunătățit cu aproximativ un factor de 100. Acest lucru se datorează în special utilizării trasorilor fluorescenți, a laserelor și a separării prin electroforeză capilară .
Un alt aspect critic a fost îmbunătățirea dramatică a performanței computerelor, care au permis asamblarea a zeci de milioane de fragmente de ADN individuale care au fost decodate unul câte unul.
Secvența umană ADN este stocată în deschise baze de date de pe Internet . Centrul Național SUA pentru Biotehnologie Informații (împreună cu organizații surori din Europa și Asia ) găzduiește secvența genomului într - o bază de date cunoscut sub numele de Genbank, cu secvențe de gene si proteine cunoscute si ipotetice. Alte organizații precum Universitatea din California din Santa Cruz și ENSEMBL prezintă date și note suplimentare și oferă instrumente pentru vizualizarea și căutarea acestora. Unele programe de calculator au fost dezvoltate pentru a analiza secvența, deoarece datele brute sunt dificil de interpretat doar.
Procesul de identificare a granițelor dintre gene și alte caracteristici ale secvenței de ADN brut se numește adnotarea genomului și aparține domeniului bioinformaticii . În timp ce biologii experți sunt cei mai buni adnotatori, capacitatea lor de procesare este limitată, iar programele de computer sunt din ce în ce mai utilizate pentru a răspunde nevoilor imense de prelucrare a datelor ale proiectelor de secvențiere genomică .
Toți oamenii au secvențe genice unice, astfel încât datele publicate de PGH nu reprezintă secvența exactă a genomului individual al fiecărui individ. Este genomul combinat al unui număr mic de donatori anonimi. Genomul PGH este o schelă pentru lucrările viitoare de identificare a diferențelor dintre indivizi. O mare parte din lucrările actuale de identificare a diferențelor dintre indivizi se referă la polimorfismele nucleotidice .
Cunoașterea este importantă pentru cercetarea de bază desfășurată în domeniul public, dar miza economică este la fel de importantă. Industria farmaceutică are mari speranțe în dezvoltarea diagnosticului sau a terapiei, pe baza datelor genomului. Cu toate acestea, acest lucru ridică problema însușirii anumitor părți ale informațiilor genetice umane de către companiile private. Secvențierea genomului ridică într-adevăr problema brevetabilității organismelor vii , a declarat UNESCO11 noiembrie 1997 că genomul uman este o parte integrantă a patrimoniului umanității și, prin urmare, nu poate fi proprietatea nimănui.
O secvență de ADN ca atare nu poate fi brevetată. Cu toate acestea, poate fi un proces de diagnostic sau terapeutic care utilizează una sau mai multe gene umane. Compania americană Myriad genetics a obținut astfel un brevet asupra unui test de screening pentru predispoziția la cancerul de sân la femei, bazat pe identificarea mutațiilor în două gene umane numite BRCA1 și BRCA2.
Odată finalizat, Proiectul genomului uman a fost punctul de plecare pentru diferite alte proiecte de genomică umană. La începutul anului 2008 , a început proiectul 1000 genomi , un proiect internațional de cercetare care inițial și-a stabilit obiectivul de secvențiere a genomului a o mie de oameni din mai multe grupuri etnice din întreaga lume. Scopul principal este îmbunătățirea cartografierii genetice a genomului uman.
În același timp, au fost înființate proiecte naționale de cercetare care implică cercetări în domeniul genomicii, dar scopul cărora, de data aceasta, este îmbunătățirea sănătății publice. Aceste proiecte, care includ proiectul genomului Estoniei , proiectul CARTaGENE și altele, necesită utilizarea bazelor de date biologice și a biobăncilor .
Odată cu îmbunătățirea tehnologiilor din domeniul secvențierii și procesării datelor , proiectele, fie ele naționale sau internaționale, devin din ce în ce mai ambițioase. În 2012 a fost anunțat proiectul britanic de 100.000 de genomi . Acest proiect al guvernului britanic își propune să secvențeze genomul a 100.000 de pacienți monitorizați de Serviciul Național de Sănătate, cu scopul de a raporta anumite boli, inclusiv boli rare , anumite tipuri comune de cancer , precum și anumite boli infecțioase cu diferitele gene susceptibile. în aspectul și dezvoltarea lor.
În 2013, a fost anunțat proiectul genomului Qatar , întotdeauna cu scopul de a avansa medicina prin genomică. Programul acestui proiect își propune să secvențeze genomurile a 350.000 de locuitori din Qatar .
În februarie 2016 , consorțiul GenomeAsia 100K a anunțat, la rândul său, proiectul de 100.000 de genomi asiatici cu un obiectiv similar, dar de această dată secvențierea genomilor a 100.000 de persoane asiatice în cel puțin 19 țări, inclusiv 12 din Asia de Sud-Est și restul lumii. Alte 7 țări din nordul și estul continentului asiatic .
Patru luni mai târziu, în iunie 2016, a fost anunțat proiectul de sinteză a genomului uman , un proiect și mai ambițios care constă de data aceasta, nu mai mult în citirea sau decriptarea genomului, ci în construirea acestuia, necesitând asamblarea chimică a tuturor fragmentelor ( nucleotidele ) care îl alcătuiesc . constituie.
Cu toate acestea, domeniul genomicii este mult mai mare decât cel al genomicii umane. Mai multe echipe de cercetare din întreaga lume lucrează la secvențierea genomurilor diferitelor specii, fie că sunt virale, bacteriene, vegetale sau animale (a se vedea proiectul de secvențiere a genomului ).
Un studiu publicat în 2008 privind analiza ADN-ului mitocondrial obținut din fragmente de tibie și craniul unui om Cro-Magnon descoperit în peștera Paglicci (în) din Italia ( Paglicci 23 (en) ) și datat în urmă cu 28.000 de ani a dezvăluit o continuitate genealogică cu europenii de astăzi, deoarece secvența ADNmt obținută este încă comună în Europa.
În ianuarie 2010, o echipă a raportat că a secvențiat 79% din genomul unui bărbat dintr-o populație pre-inuit aparținând culturii Saqqaq din păr conservat în permafrost a cărui vârstă a fost estimată la aproximativ 4.000 de ani.
În februarie 2012, o altă echipă a anunțat că a secvențiat genomul complet al Ötzi . Secvențierea acestui genom a făcut posibilă furnizarea mai multor detalii referitoare la acest om care a trăit într-o perioadă esențială între neolitic și epoca bronzului , calcolitic (a se vedea Ötzi - genetica ).
Proiecte de cercetare a genomicii umane