PROJET GÉNOME HUMAIN

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À partir du moment où il a été établi que le patrimoine génétique de tout organisme est codé dans son ADN, que les gènes se réduisent à une séquence de nucléotides de l’ADN et que leur expression correspond à la réalisation d’un programme, une idée forte, bien que très réductrice, s’est imposée : établir la séquence nucléotidique complète de l’ADN d’un organisme permettra de tout connaître de lui. Dès le milieu des années 1970, les techniques de séquençage de l’ADN apparaissent et les premières machines à séquencer – ou séquenceurs d’ADN – sont mises sur le marché.

Les premiers organismes dont l’ADN a été séquencé sont un virus de bactérie (phage lambda) et de petites bactéries. En 1985, les scientifiques se lancent dans le séquençage de l’ADN d’organismes multicellulaires, tout d’abord celui du ver Cænorhabditis elegans (finalisé en 1998), puis celui d’une plante, Arabidopsis thaliana (achevé en 2000), avant d’envisager de déterminer la séquence de l’ADN humain, qui compte environ trois milliards de nucléotides répartis sur vingt-trois paires de chromosomes.

Détermination de séquences d’ADN

Photographie : Détermination de séquences d’ADN

Déterminer la séquence d'un ADN revient à déterminer l'ordre dans lequel se placent les nucléotides ATCG le long de la molécule linéaire d'ADN. De nombreux progrès dans la chimie de l'ADN et dans la synthèse de molécules fluorescentes, que l'on peut greffer sur les nucléotides, ont... 

Crédits : Hank Morgan/ Science Photo Library/ AKG-images

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Le projet international Human Genome Project (HGP) est lancé fin 1988 aux États-Unis et placé sous la tutelle du National Institute of Health. La Human Genome Organisation (Hugo), organisation créée en Suisse, coordonne les travaux de la centaine de laboratoires publics impliqués. Quatre laboratoires américains et un laboratoire anglais séquencent 80 p. 100 du génome, les 20 p. 100 restants étant partagés entre de nombreux laboratoires dont, en France, le Genoscope d’Évry, créé en 1996. La séquence brute – c’est-à-dire une séquence de nucléotides « sans commentaires » – du génome humain est livrée en février 2001 et la séquence complète en 2004. Le projet complémentaire Encode (Encyclopedia of DNA Elements), lancé en 2003, vise à transformer cette longue séquence en séquence dite annotée où tous les éléments fonctionnels de l’ADN humain sont déduits de la séquence brute. La réalisation de ce séquençage par le consortium public international a été concurrencée par celle menée par une entreprise privée à but lucratif, Celera, dirigée par Craig Venter. Cette compétition a provoqué une vive réaction de la communauté scientifique car Venter, bien qu’il ait utilisé des données du consortium public, entendait breveter ses résultats. Finalement, le génome humain ne sera pas brevetable et les séquences resteront accessibles à tous. Seuls de courts fragments, lorsqu’ils sont partie prenante d’une procédure de diagnostic, peuvent être brevetés.

Au fil des années, le prix du séquençage s’est effondré et les techniques informatiques d’assemblage se sont affinées : il suffit désormais de quelques jours et de quelques centaines de dollars pour séquencer le génome d’un sujet donné. On peut donc envisager d’inclure le séquençage de nombreux génomes humains dans des études de populations. C’est le cas du projet britannique 100 000 Genomes Project, dont l’idée a été lancée en avril 2012 et dont la réalisation a débuté en 2014, ou encore du projet qatari Qatar Genome Programme, lancé en 2013 et en phase pilote depuis 2014. D’autres projets sont envisagés sur des populations de petite taille et issues d’un petit nombre de fondateurs, comme en Islande.

Deux idées-forces dominent cette course au séquençage, qui concerne tous les organismes vivants et vient bouleverser la taxonomie et la classification du vivant : la première est l’étude de la diversité humaine avec, en toile de fond, la recherche des filiations entre groupes humains, qu’ils soient actuels ou passés, et le suivi d’anomalies génétiques ; la seconde est la recherche de variations locales de certains gènes, passées jusqu’ici inaperçues et qui pourraient être associées à des pathologies patentes ou à la susceptibilité à certaines maladies ou certains agents. De ce fait, la détermination du génome d’un individu, complétée par celle de quelques paramètres physiologiques, semble permettre – aux yeux du moins de groupes informatiques tels Microsoft ou Google et de certains ministères de la Santé – la mise en place d’une médecine prédictive – ou anticipatrice à court terme – de certaines pathologies, totalement différente de la médecine qui repose sur l’interprétation de signes cliniques.

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Écrit par :

  • : chercheur en histoire des sciences, université Paris-VII-Denis-Diderot, ancien chef de service à l'Institut Pasteur

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Pour citer l’article

Gabriel GACHELIN, « PROJET GÉNOME HUMAIN », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/projet-genome-humain/