Le premier génome humain séquencé, celui annoncé il y a deux décennies en majuscules, était constitué de l’ADN de 20 personnes anonymes ayant répondu à une annonce placée en 1997 dans un journal de Buffalo, une ville située à environ 400 kilomètres de New York. York.
C’était une réalisation technologique avec une grande charge symbolique, mais au niveau fonctionnel, il y avait beaucoup de doutes pour travailler avec. quoiComment savions-nous si ces séquences étaient « normales » chez un individu ?? Bien qu’une analyse ultérieure ait conclu qu’il y avait une forte contribution afro-américaine à ce premier génome, le résultat était loin d’être représentatif.
La publication, ce mercredi dans la naturede la première ébauche du pangénome humain cherche à résoudre cette représentativité et recueillir la grande diversité génétique humaine pour servir de référence authentique aux chercheurs.
[Hito científico: descifran por primera vez el genoma completo del ser humano]
Il s’agit de combinaison de 47 individus génétiquement diversoù prédomine la population africaine, qui est celle qui présente la plus grande variation génétique au monde : 51 % du total provient de ce continent, 34 % du génome américain, 13 % d’Asie et 2 % d’Europe.
La raison d’inclure peu de matériel génétique d’individus européens est essentiellement parce que la grande majorité des génomes séquencés à ce jour ont cette origine. Les deux premiers génomes séquencés appartenant à une seule personne provenaient de deux individus blancs anglo-saxons : James Watson, co-découvreur de la double hélice d’ADN, et Craig Venter, un entrepreneur qui a défié puis rejoint le projet du génome humain financé par des fonds publics.
Depuis la publication du premier génome humain, les scientifiques se sont mis d’accord sur plusieurs génomes de référence. Cela leur permet, par exemple, d’analyser et de détecter les mutations responsables de certaines maladies. Le dernier génome de référence, appelé GRCh38, a été publié en 2017. et basé sur des informations provenant de plus de 60 bibliothèques génomiques différentes.
[El hallazgo de la doble hélice del ADN no fue como nos cuentan: adiós al mito científico del siglo XX]
Ce pangénome humain a découvert 1 115 nouvelles duplications dans le génome, ajoutant 119 millions de paires de bases aux plus de 3 200 que GRCh38 contient déjà. Il a également détecté 104 % de variantes structurelles supplémentaires.
Cette nouvelle carte génétique humaine plus complète permettra de mieux séparer le bon grain de l’ivraie lors de la recherche de variations dans des séquences d’ADN significatives pour détecter non seulement les maladies monogéniques – celles que l’on dit communément d’origine génétique – mais aussi l’influence de gènes dans des pathologies courantes telles que le diabète, l’asthme, les maladies cardiovasculaires ou le cancer.
Le responsable de ce nouveau macro-projet est le Reference Human Pangenome Consortium, dirigé par le National Institute of Health des États-Unis et avec la participation d’un réseau d’universités et d’institutions nord-américaines (universités de Stanford, Washington et Yale, entre autres) et européennes. (l’Institut Wellcome Sanger, l’Université Heinrich Heine et le Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire).
Une plus grande diversité génétique
L’idée n’est pas de rester avec ces 47 individus. Une deuxième étape, actuellement en cours, vise à atteindre 100 génomes, y compris des populations dont l’isolement les a dotés de caractéristiques génétiques particulières, et à compléter le projet avec l’ADN de 350 individus pour aboutir à un génome véritablement représentatif de l’humanité.
« Jusqu’à présent, nous utilisions un génome à prédominance caucasienne car seulement plus de personnes caucasiennes avaient été étudiées génétiquement que d’autres origines », explique-t-il. Guiomar Pérez de Nanclares, généticien à l’hôpital universitaire d’Araba et porte-parole de l’Association espagnole de génétique humaine. Le génome espagnol, par exemple, a une partie caucasienne mais aussi une partie africaine qui n’était pas si présente dans les génomes de référence.
[La lectura completa del genoma abre la puerta a la cura de múltiples enfermedades]
L’article publié dans Nature représente une « culbute », puisqu’il implique aussi la possibilité d’étudier de grands changements dans les séquences génétiques, pas comme on le faisait jusqu’à présent, où seuls les exons étaient regardés, c’est-à-dire la partie des gènes qui ils transcrivent pour fabriquer des protéines, laissant de côté les introns (la partie des gènes qui n’est pas transcrite) et l’ADN non codant, qui est majoritaire.
« En nous permettant des lectures plus longues avec la nouvelle technologie, nous constatons que dans différentes populations, il y a des altérations de taille, des délétions ou des gains de matériel génétique qui diffèrent d’une population à l’autreet ils peuvent être des éléments importants dans la régulation des gènes », souligne-t-il.
L’année dernière a été publié le génome humain le plus complet à ce jour, qui comprenait 8% d’ADN qui, en raison de ses caractéristiques (répétition sans fin d’une même série de lettres), était impossible à séquencer jusqu’à présent.
Comme le premier génome humain, il était plus symbolique que pratique. Le nouveau pangénome est tout le contraire, puisqu’il aidera les généticiens à travailler dès le départ, par exemple, dans le diagnostic des maladies.
« Dans mon quotidien, cela signifiera un changement », déclare Pérez de Nanclares. « Cela nous donnera plus de lumière sur les variations que nous avons trouvées. Si nous la comparons à la population de référence appropriée, nous pouvons être plus certains de ce que nous avons trouvé, et qu’il aura plus de signes pathologiques. »
Ce qui nous unit et ce qui nous différencie
« Quand le nombre de personnes testées est très faible et qu’on trouve une variante », poursuit-il, « nous ne savons pas si cette variante est la cause d’une maladie ou simplement la plus fréquente dans une population« . Avec une séquence qui leur sert de véritable référence, ils pourront mieux discerner les variations pathologiques.
Pérez de Nanclares explique qu’aujourd’hui, il est impossible de savoir quelle partie du génome est identique chez tous les humains et quelle partie appartient à des variations non pathologiques. De même, il est aujourd’hui très difficile de discerner l’influence génétique dans des maladies où l’environnement joue également un rôle important, mais le pangénome de référence permettra de progresser dans ce domaine.
Pour sa part, gemma marfanyprofesseur de génétique à l’Université de Barcelone et responsable du groupe Ciberer (le réseau espagnol de recherche sur les maladies rares), a souligné, dans des déclarations au Science Media Center, que cette étape « ne concerne pas un saut conceptuel, mais une avancée substantielle dans la précision. Plus nous en savons sur notre génome, plus les inférences génétiques de l’analyse sont précises.
Comme il le souligne, la nouvelle référence « améliorera considérablement le diagnostic génétique, tant pour les maladies rares que, surtout, pour les maladies complexes, dans lesquelles les variantes structurelles ont été un cheval de bataille, puisqu’elles n’étaient pas facilement détectables avec le génome de référence actuel et les techniques utilisées jusqu’à présent« .
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