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Séquençage de grands efforts produiront carte détaillée de la plupart des variations génétiques humaines à l'appui études sur les maladies

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Un consortium international de recherche a annoncé que le projet Genomes 1000, un ambitieux effort qui va impliquer de séquençage des génomes d'au moins un millier de personnes venant du monde entier pour créer le plus détaillé et médicalement utiles à la photo date de génétique humaine Variation. Le projet recevra un appui important du Wellcome Trust Sanger Institute à Hinxton, l'Angleterre, l'Institut de génomique de Beijing, Shenzhen (BGI Shenzhen) en Chine et le National Human Genome Research Institute (NHGRI), qui fait partie du National Institutes of Health (NIH) .

En s'appuyant sur l'expertise des équipes de recherche multidisciplinaire, le Projet 1000 Génomes va élaborer une nouvelle carte du génome humain, qui fournira une vue biomédical pertinentes de l'ADN des variations à une résolution inégalée par les ressources actuelles. Comme pour les autres grands projets de référence du génome humain, les données de la génomique Projet 1000 seront mis rapidement à la disposition de la communauté scientifique mondiale librement accessibles par le biais de bases de données publiques.

"Le projet sera exécuté en 1000 Génomes examiner le génome humain à un niveau de détail que personne n'a fait avant", a déclaré Richard Durbin, Ph.D., du Wellcome Trust Sanger Institute, qui est co-président du consortium. «Un tel projet aurait été impensable il ya seulement deux ans. Aujourd'hui, grâce aux incroyables progrès dans la technologie de séquençage, la bioinformatique et la génomique des populations, il est maintenant à notre portée. Donc, nous avançons à construire un outil qui va étendre et de plus amples Accélérer les efforts visant à trouver plus des facteurs génétiques impliqués dans la santé humaine et de la maladie. "

Tout deux humains sont plus de 99 pour cent la même au niveau génétique. Toutefois, il est important de comprendre la petite fraction de matériel génétique qui varie selon les personnes, car il peut aider à expliquer les différences individuelles dans la susceptibilité à la maladie, la réponse aux médicaments ou de réaction à des facteurs environnementaux. Variations dans le génome humain est organisé en quartiers locaux appelés haplotypes, qui s'étend généralement de l'ADN hérité de blocs entiers de l'information.

Récemment mis au point des catalogues des variations génétiques humaines, telles que le projet HapMap, se sont avérées précieuses dans la recherche génétique humaine. L'utilisation de HapMap et les ressources connexes, les chercheurs ont déjà découvert plus de 100 régions du génome contenant des variants génétiques qui sont associés à des risques de maladies humaines communes telles que le diabète, les maladies coronariennes, de la prostate et le cancer du sein, l'arthrite rhumatoïde, les maladies inflammatoires de l'intestin et Âge de la dégénérescence maculaire liée.

Toutefois, étant donné que les cartes existantes ne sont pas extrêmement détaillées, les chercheurs doivent souvent suivre ces études avec coûteuse et consommatrice de temps séquençage de l'ADN pour aider à identifier les variantes étiologique précis. La nouvelle carte permettrait aux chercheurs de zéro en plus rapidement sur les maladies liées à des variations génétiques, les efforts visant à accélérer l'utilisation de l'information génétique à développer de nouvelles stratégies de diagnostic, le traitement et la prévention des maladies communes.

Les objectifs scientifiques du projet Genomes 1000 sont de produire un catalogue de variantes qui sont présents à 1 pour cent ou plus grande fréquence dans la population humaine dans la plus grande partie du génome, et en baisse de 0,5 pour cent ou plus bas dans les gènes. Cela entraînera probablement le séquençage des génomes d'au moins 1000 personnes. Ces personnes seront anonymes et n'auront pas d'informations médicales recueillies sur eux, parce que ce projet est le développement d'une ressource de base pour fournir des informations sur la variation génétique. Le catalogue est conçu sera utilisé par de nombreux chercheurs dans les futures études de personnes avec des maladies particulières.

«Ce nouveau projet permettra d'accroître la sensibilité de la maladie découverte efforts dans le génome cinq fois et dans les régions de gènes au moins 10 fois», a déclaré le Directeur NHGRI Francis S. Collins, MD, Ph.D. "Nos bases de données existantes raisonnablement faire un bon travail de catalogage des variations trouvé dans au moins 10 pour cent d'une population. En exploitant la puissance des nouvelles technologies de séquençage et de nouvelles méthodes de calcul, nous espérons donner un génome de la recherche biomédicale de l'échelle de la carte de la variation à Le niveau 1 pour cent. Cela changera notre façon de procéder à des études génétiques de la maladie. "

Avec les méthodes actuelles, les chercheurs peuvent rechercher deux types de variantes génétiques liées à la maladie. Le premier type est très rare variants génétiques qui ont de graves répercussions, telles que les variantes responsable de la fibrose kystique et la maladie de Huntington. Pour trouver ces rares variantes qui, généralement, affectent moins d'une personne sur 1000, les chercheurs doivent souvent passer des années sur des études impliquant les familles touchées. Cependant, la plupart des maladies communes, telles que le diabète et les maladies cardiaques, sont davantage influencés par des variantes génétiques. La plupart de ces communes ont des variantes faibles effets, peut-être accroître le risque d'une condition commune de 25 pour cent ou moins. Récemment, en utilisant une nouvelle approche connue sous le nom de l'ensemble du génome association étude, les chercheurs ont été en mesure de rechercher des variantes de ces communes.

"Entre ces deux types de variations génétiques - très rare et assez commun - nous avons une lacune importante dans nos connaissances. Genomes 1000 Le projet est conçu pour combler cette lacune, nous prévoyons contiendra de nombreuses variantes qui sont pertinents pour la santé humaine et Maladie », a affirmé David Altshuler, MD, Ph. D., du Massachusetts General Hospital à Boston et le Broad Institute du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et l'Université Harvard à Cambridge, au Massachusetts, qui est le consortium du co-président et a été Un dirigeant de l'HapMap Consortium.

Une utilisation du nouveau catalogue sera suivi à l'échelle du génome association études. Les enquêteurs qui estiment qu'une partie du génome est associée à une maladie seront en mesure de chercher dans le catalogue, et de trouver presque toutes les variantes dans cette région. Ils seront ensuite en mesure de mener des études fonctionnelles pour voir si l'une des variantes répertoriées contribuer directement à la maladie.

Les 1000 Génomes projet s'appuie sur la carte haplotype de l'homme mis au point par le projet international HapMap. La nouvelle carte permettra génomiques contexte entourant le projet HapMap de variantes génétiques, en donnant aux chercheurs des indices qui pourraient être les variantes de causalité, y compris des informations plus précises sur l'endroit où à la recherche de variantes de causalité.

Un grand pas en allant au-delà du projet HapMap, le projet sera exécuté en 1000 Génomes carte non seulement la seule lettre différences de l'ADN des personnes, appelées polymorphismes nucléotidiques simples (SNP), mais aussi produira une carte à haute résolution de grandes différences dans la structure du génome appelé structurelles Variantes. Réarrangements structurels des variantes, des suppressions ou des duplications de segments du génome humain. L'importance de ces variantes est devenu de plus en plus évident avec les enquêtes menées dans les 18 derniers mois montrent que ces différences dans la structure du génome, peuvent jouer un rôle dans la susceptibilité à certaines conditions, telles que l'arriération mentale et de l'autisme.

En plus d'accélérer la recherche des variations génétiques impliqués dans la susceptibilité aux maladies communes, la carte produite par le Projet 1000 Génomes fournira une meilleure compréhension des variations génétiques humaines et ouvrir la porte à de nombreuses autres nouvelles découvertes d'importance à la fois la médecine et de l'homme fondamentaux Biologie.

Le séquençage du travail sera effectuée à l'Institut Sanger, BGI Shenzhen et NHGRI's Large-Scale Sequencing Network, qui comprend le Broad Institute du MIT et de Harvard, l'Université de Washington Genome Sequencing Center, à la Washington University School of Medicine à St. Louis; Et de la Human Genome Sequencing Center du Baylor College of Medicine, à Houston. Le consortium peut ajouter d'autres participants au fil du temps.

Le projet repose sur la mise en œuvre à grande échelle de plusieurs nouvelles plateformes de séquençage. Utilisation de la norme des technologies de séquençage de l'ADN, l'effort aurait probablement coûté plus de 500 millions de dollars. Toutefois, les dirigeants de l'Genomes 1000, le coût du projet à être beaucoup moins élevé - de l'ordre de 30 millions de dollars à 50 millions de dollars - en raison de l'avancement de l'action d'avant-garde à l'utilisation des nouvelles technologies de séquençage la plus efficace et rentable.

Dans la première phase du projet Genomes 1000, d'une durée de près d'une année, des chercheurs mènent trois pilotes. Les résultats de ces projets pilotes seront utilisés pour décider de la façon de la manière la plus efficace et rentable de produire le projet de carte détaillée des variations génétiques humaines.

Le premier pilote impliquera le séquençage de génomes de deux familles nucléaires (deux parents et un enfant adulte) à la couverture profonde qui passe de 20 en moyenne chaque génome. Cela fournira une base de données à partir de six personnes qui contribueront au projet une façon d'identifier les variantes utilisant les nouvelles plates-formes de séquençage, et de servir de base de comparaison pour les autres régions de l'effort.

Le second pilote impliquera le séquençage des génomes de 180 personnes à faible taux de couverture en moyenne que deux passes de chaque génome. Ceci permettra de tester la capacité à utiliser les données de couverture faible de nouvelles plates-formes de séquençage pour identifier les variantes des séquences et de les mettre dans leur contexte génomique.

Le troisième pilote impliquera le séquençage de zones codantes, les exons, appelée, d'environ 1000 gènes dans environ 1000 personnes. Le but est de trouver la meilleure façon d'obtenir une analyse encore plus détaillée dans le catalogue d'environ 2 pour cent du génome qui est composé de gènes codants des protéines.

Au cours de ses deux années de production phase, le projet sera exécuté en 1000 Génomes livrer séquence de données à un taux moyen d'environ 8,2 milliards de bases par jour, soit l'équivalent de plus de deux génomes de l'homme toutes les 24 heures. Le volume de données - et l'interprétation de ces données - posera un défi majeur pour les plus grands experts dans les domaines de la bioinformatique et génétique statistique.

"Ce projet permettra d'examiner le génome humain dans un détail qui n'a jamais été tenté - le barème est immense. A 6 billions de bases de l'ADN, les génomes Project 1000 générera 60 fois plus de données sur les séquences au cours de ses trois années d'études que d'avoir été déposés L'ADN dans des bases de données publiques au cours des 25 dernières années », a déclaré Gil McVean, Ph.D., de l'Université d'Oxford en Angleterre, l'un des co-présidents du conseil du groupe d'analyse. "En fait, lorsque en marche à pleine vitesse, ce projet permettra de générer plus de séquences en deux jours que ce qui a été ajouté à des bases de données publiques pour l'ensemble de l'année écoulée."

Les 1000 Génomes projet utilisera des échantillons provenant de donneurs volontaires qui ont donné leur consentement éclairé pour l'ADN destinés à être analysés et placés dans des bases de données publiques. NHGRI et ses partenaires suivront la vaste et minutieuse éthiques procédures établies pour les projets précédents. Comme ce fut le cas pour le projet international HapMap et Human Genome Project, le Projet 1000 Génomes aura un groupe de travail d'experts consacrée à l'examen des implications éthiques, juridiques et sociaux liés à sa recherche.

Les mille premiers échantillons pour les 1000 Génomes projet viendra de ceux utilisés pour le projet HapMap et d'autres échantillons dans l'ensemble étendu de HapMap, qui a utilisé le même processus de collecte. Aucun personnel médical ou les informations d'identification ont été obtenues auprès des bailleurs de fonds, et les échantillons sont marqués que par la population auprès de laquelle elles ont été collectées. Les donateurs anonymat a été renforcée par le recrutement de plus que les bailleurs de fonds ont effectivement été utilisés. Des processus similaires seront utilisés pour collecter des échantillons supplémentaires pour le projet 1000 Génomes.

Parmi les populations dont l'ADN est séquencé en 1000 Génomes projet sont les suivants: Yoruba d'Ibadan, Nigeria; japonais à Tokyo; chinois à Beijing, l'Utah dont les ancêtres proviennent de résidents du nord et en Europe occidentale; Luhya dans Webuye, au Kenya, en Kinyawa Massaï, au Kenya ; Toscani en Italie; goudjrati Indiens à Houston; chinois dans la région métropolitaine de Denver, des personnes d'ascendance mexicaine à Los Angeles, tandis que les personnes d'origine africaine du sud-ouest des États-Unis.

"Ce projet renforce notre engagement à transformer l'information en outils génomiques que la recherche médicale permet de comprendre les maladies communes", a déclaré Juin Wang, Ph.D., directeur associé de BGI Shenzhen, dont le laboratoire participera au projet Genomes 1000, et qui a également Ont pris part au projet HapMap. «Il profitera à toutes les nations par la création d'une ressource précieuse pour les chercheurs du monde entier."

La carte détaillée des variations génétiques humaines sera utilisé par de nombreux chercheurs qui cherchent à porter la variation génétique à certaines maladies. À son tour, cette recherche permettra de jeter les fondations personnelles ère de la génomique en médecine, dans lequel les gens auront systématiquement leur génome séquencé pour prévoir leurs risques de la maladie et la réponse aux médicaments.

Les données générées par le projet Genomes 1000 aura lieu et distribué par le European Bioinformatics Institute et le National Center for Biotechnology Information, qui fait partie du NIH. Il y aura également un site miroir pour l'accès aux données au BGI Shenzhen. En plus d'un catalogue de variantes, les données comprendra des informations sur la variation environnants qui peuvent accélérer l'identification des variantes les plus importantes.

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Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
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Pour en savoir plus sur le projet 1000 Génomes comme l'effort développe, et pour lire un atelier pour planifier un Deep Catalog of Human Genetic Variation, qui résume la réunion qui a jeté les bases pour le projet, allez à la http://www.1000genomes. Org /.

NHGRI la Division de la recherche en charge extrahospitalière subventions à la recherche et pour la formation et le développement de carrière. Pour de plus amples informations, visitez http://www.genome.gov/

Les National Institutes of Health - "The Nation's Medical Research Agency" - avec les 27 instituts et centres, et est une composante de l'US Department of Health and Human Services. Elle est le principal organisme fédéral de la conduite et le soutien de base, clinique et translationnelle, la recherche médicale, et il étudie les causes, les traitements et les remèdes pour les communes et les maladies rares. Pour de plus amples informations, visitez http://www.nih.gov/.

Source: Geoff Spencer
NIH / National Human Genome Research Institute

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