Les scientifiques finissent enfin de décoder tout le génome humain

Les scientifiques disent qu’ils ont finalement assemblé le plan génétique complet de la vie humaine, ajoutant les pièces manquantes à un puzzle presque terminé il y a deux décennies.

Une équipe internationale a décrit le tout premier séquençage d’un génome humain complet – l’ensemble d’instructions pour construire et maintenir un être humain – dans une recherche publiée jeudi dans la revue Science. L’effort précédent, célébré dans le monde entier, était incomplet car les technologies de séquençage de l’ADN de l’époque n’étaient pas capables d’en lire certaines parties. Même après les mises à jour, il manquait environ 8 % du génome.

“Certains des gènes qui nous rendent uniquement humains se trouvaient en fait dans cette” matière noire du génome “et ils l’étaient totalement”, a déclaré Evan Eichler, une question manquée de l’Université de Washington qui a participé à l’effort actuel et au projet original du génome humain. “Cela a pris plus de 20 ans, mais nous avons finalement réussi.”

Beaucoup – y compris les propres étudiants d’Eichler – pensaient qu’il était déjà terminé. « Je leur enseignais, et ils ont dit : ‘Attendez une minute. N’est-ce pas la sixième fois que vous déclarez victoire ? J’ai dit: ‘Non, cette fois, nous l’avons vraiment, vraiment fait!”

Les scientifiques ont déclaré que cette image complète du génome donnera à l’humanité une meilleure compréhension de notre évolution et de notre biologie tout en ouvrant la porte aux découvertes médicales dans des domaines tels que le vieillissement, les maladies neurodégénératives, le cancer et les maladies cardiaques.

“Nous ne faisons qu’élargir nos possibilités de comprendre la maladie humaine”, a déclaré Karen Miga, auteur de l’une des six études publiées jeudi.

La recherche couronne des décennies de travail. La première ébauche du génome humain a été annoncée lors d’une cérémonie à la Maison Blanche en 2000 par les dirigeants de deux entités concurrentes : un projet international financé par des fonds publics dirigé par une agence des National Institutes of Health des États-Unis et une société privée, Celera Genomics, basée dans le Maryland.

Le génome humain est composé d’environ 3,1 milliards de sous-unités d’ADN, des paires de bases chimiques connues sous les lettres A, C, G et T. Les gènes sont des chaînes de ces paires de lettres qui contiennent des instructions pour fabriquer des protéines, les éléments constitutifs de la vie. Les humains possèdent environ 30 000 gènes, organisés en 23 groupes appelés chromosomes qui se trouvent dans le noyau de chaque cellule.

Avant maintenant, il y avait “des lacunes importantes et persistantes sur notre carte, et ces lacunes se situent dans des régions assez importantes”, a déclaré Miga.

Miga, chercheur en génomique à l’Université de Californie-Santa Cruz, a travaillé avec Adam Phillippy de l’Institut national de recherche sur le génome humain pour organiser l’équipe de scientifiques pour repartir de zéro avec un nouveau génome dans le but de tout séquencer, y compris auparavant pièces manquantes. Le groupe, nommé d’après les sections situées aux extrémités des chromosomes, appelées télomères, est connu sous le nom de consortium Telomere-to-Telomer, ou T2T.

Leur travail ajoute de nouvelles informations génétiques au génome humain, corrige les erreurs précédentes et révèle de longues étendues d’ADN connues pour jouer un rôle important à la fois dans l’évolution et la maladie. Une version de la recherche a été publiée l’année dernière avant d’être examinée par des pairs scientifiques.

“Il s’agit d’une amélioration majeure, je dirais, du projet du génome humain”, doublant son impact, a déclaré le généticien Ting Wang de la faculté de médecine de l’Université de Washington à St. Louis, qui n’a pas participé à la recherche.

Eichler a déclaré que certains scientifiques avaient l’habitude de penser que des zones inconnues contenaient des “déchets”. Pas lui. “Certains d’entre nous ont toujours cru qu’il y avait de l’or dans ces collines”, a-t-il déclaré. Eichler est payé par le Howard Hughes Medical Institute, qui soutient également le département de la santé et des sciences de l’Associated Press.

Il s’avère que l’or comprend de nombreux gènes importants, a-t-il dit, tels que ceux qui font partie intégrante du cerveau d’une personne plus gros que celui d’un chimpanzé, avec plus de neurones et de connexions.

Pour trouver de tels gènes, les scientifiques avaient besoin de nouvelles façons de lire le langage génétique cryptique de la vie.

La lecture des gènes nécessite de couper les brins d’ADN en morceaux de centaines à des milliers de lettres. Les machines de séquençage lisent les lettres de chaque morceau et les scientifiques essaient de mettre les morceaux dans le bon ordre. C’est particulièrement difficile dans les zones où les lettres se répètent.

Les scientifiques ont déclaré que certaines zones étaient illisibles avant les améliorations apportées aux machines de séquençage génétique qui leur permettent désormais, par exemple, de lire avec précision un million de lettres d’ADN à la fois. Cela permet aux scientifiques de voir les gènes avec des zones répétées comme des chaînes plus longues au lieu d’extraits qu’ils ont dû reconstituer plus tard.

Les chercheurs ont également dû surmonter un autre défi : la plupart des cellules contiennent des génomes de la mère et du père, ce qui complique les tentatives d’assemblage correct des pièces. Les chercheurs de T2T ont contourné ce problème en utilisant une lignée cellulaire d’une « taupe hydatiforme complète », un ovule fécondé anormal ne contenant aucun tissu fœtal qui contient deux copies de l’ADN du père et aucune de la mère.

La prochaine étape? Cartographier plus de génomes, y compris ceux qui incluent des collections de gènes des deux parents. Cet effort n’a pas cartographié l’un des 23 chromosomes que l’on trouve chez les hommes, appelé chromosome Y, car la taupe ne contenait qu’un X.

Wang a déclaré qu’il travaillait avec le groupe T2T sur le Consortium de référence du pangénome humain, qui tente de générer des génomes de « référence », ou modèles, pour 350 personnes représentant l’étendue de la diversité humaine.

“Maintenant, nous avons un bon génome et nous devons en faire beaucoup, beaucoup plus”, a déclaré Eichler. “C’est le début de quelque chose de vraiment fantastique pour le domaine de la génétique humaine.”

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