Mise au point de deux techniques de séquençage, pour la première fois efficaces : 1977 technique de Sanger (Royaume Uni) technique de Maxam et Gilbert (Etats-Unis) Aux Etats-Unis, le Département de l’Energie (DOE) organise un sommet à Alta (Utha) pour démarrer un programme de détection des mutations 1984 chez les descendants des survivants Japonais en utilisant le séquençage du génome humain. Le Président de l’Université de Californie, Robert Sinsheimer pensent à séquencer les 3 milliards de bases du génome humain. Il n’arrive pas à obtenir les fonds demandés au DOE. En effet l’idée fut jugée comme une absurdité : pas de moyens expérimentaux efficaces 1985 absence de cartes physiques, indiquant les balises indispensables pour le séquençage absurdité du déchiffrage d'un génome qui ne code rien à 95 % gouffre financier pour la recherche publique Renato Dulbelcco propose de séquencer le génome humain afin d’établir les bases du cancer. Il publie l’idée dans Science. En France, le Centre d’Etude du Polymorphisme Humain (CEPH) est 1986 fondé par Jean Dausset. Daniel Cohen conçoit de séquencer de manière industrielle de grands fragments d’ADN pour identifier les variations alléliques de certains gènes. 1987 Charle DeLisi propose un projet identique et lève 5,5 millions de $ auprès du DOE. Le projet de DeLisi sera repris et recommandé par le National Research 1989 Concil et soutenu par l’UNESCO. La Human Genome Organisation est créée autour de James Watson. James Watson propose la création de l'HGP (Human Genome Project), projet international en 13 années (vite transformées en 25 ans) coordonné par le U.S. Department 1990 of Energy et le National Institute of Health. La Grande Bretagne, l’Allemagne et le Japon sont associés. En France, Daniel Cohen avec les fonds récoltés par les Téléthons (le premier en 1987) s’oriente vers la cartographie. 1991 Craig Venter chercheur au NIH dépose ses premières demandes de brevets sur des EST 1992 Première carte physique génétique complète à basse résolution, correspondant à la première phase du projet de séquençage. 1994 Création du Sanger Institute en Grande Bretagne 1995 Craig Venter publie le génome complet d’Haemophilus influenza et celui de Mycoplasma genitalium. 1998 Craig Venter quitte la direction du TIGR et crée avec les moyens colossaux de Perkin Elmer la société Celera Genomics Février 1999 Craig Venter (Perkin Elmer Company) : « la société Celera va séquencer la totalité du génome humain puis tous les gènes seront brevetés » « Speed Matters » Seule la vitesse compte Trois objections Problème éthique Coût de l’opération Masse de travail Technologie de Celera Genomics : le Shotgun Séquençage intégral du génome sans étape intermédiaire de clonage puis assemblage des séquences au moyen d’un supercalculateur (3ème puissance non militaire du monde) grâce à un algorithme rapide et sensible mis au point par Gene Myers Séquenceur : 300 séquenceurs 96 capillaires (300 000 $ l’unité) Débit journalier par capillaire 500 x 8 = 4000 Débit journalier par séquenceur 4000 x 96 = 384000 Débit journalier de Céléra Genomics = 11 520 000 (133 nt/s) La taille du génome humain en 260 jours JAMES WATSON Mai 1999 RÉUNION DE TOUS LES SPÉCIALISTES MONDIAUX DU SÉQUENÇAGE D’ADN AU COLD SPRING HARBOR LABORATORY (NY) SEQUENCER AVANT CRAIG VENTER (Mai 2000) (2000 nt/s) Etats-Unis 55-60 % Royaume-Uni 33 % Japon 10 % France 2,5 % Allemagne 1,5 % Chine 1% Chromosome 14 700 millions de dollars France : 1,6% du coût final pour 2,5% de la séquence technologie de l’HGP : « BAC to BAC sequencing » •Purification d’un chromosome •Digestion et purification de fragments de 150 000 pb •Clonage dans un BAC (Bacterial Artificial Chromosome) •Sélection des fragments chevauchants •Orientation des fragments •Chaque fragment est fragmenté en n fragments de 1500 pb •Clonage de ces fragments dans du M13 •Séquençage des deux extrémités sur 500 pb Les stratégies de Celera Genomics et de l’HGP MAI 2000 les premiers résultats du séquençage sont annoncés par Human Genome Project Celera Genomic USA - Grande Bretagne Allemagne – Japon – France - Chine LE GENOME HUMAIN EST SEQUENCE HGP Celera 15 Février 2001 16 Février 2001 Les premiers résultats issus des séquences 26383 gènes identifiés Les dernières estimations (année 90) de 80 000 à 150 000 gènes 26383 gènes + 12731 gènes ? 1 gène 3 à 6 protéines Ere de la « post-génomique » Accessibilité aux données du génome humain Le marché de la génomique Perspectives et applications futures Problèmes de bioéthique découlant du séquençage et de ses applications 5. Brevetabilité des gènes humains 1. 2. 3. 4. Ere de la « post-génomique » 1. Accessibilité aux données du génome humain HGP : « Principe des Bermudes » = Charte déontologique qui prévoit de mettre à disposition gratuitement toutes les données 24 h après leur découverte Celera Genomics : s’est engagé à diffuser « gratuitement » sur Internet ses séquences mais pour avoir toutes les séquences et les annotations il faut payer ! Novartis 5 000 000 $ pour les laboratoires académiques 5 000 à 20 000 $ Accès limité à 1Méga bases de séquence par semaine Ere de la « post-génomique » 2- Le marché de la génomique 14 Mars 2000 : Bill Clinton et Tony Blair déclarent qu’ils sont favorables au libre accès des données du génome afin de permettrent aux scientifiques du monde entier de participer aux recherches pour lutter contre les maladies •France : 12 106 € / an •HGP : 3 109 $ / an •USA : 2 109 $ / an •Celera : 70 106 $ + 300 106 $ / an Ere de la « post-génomique » 3- Perspectives et applications futures Alzheimer : découverte d’un gène paralogue codant pour une protéine présentant 50% de similitude avec l’enzyme BACE (responsable du clivage de la protéine APP précurseur en protéine b amyloïde qui se dépose en plaque). Ce gène comme celui de la protéine APP se situe sur le chromosome 21. Or on avait consaté que les trisomique 21 développé la maladie plus tôt vers 40 ans. Des copies supplémentaires des gènes BACE2 ou de l’APP accélèrent-ils la formation de plaque ? A l’heure actuelle les traitement médicamenteux ne cible que 483 molécules ou mécanismes biologiques. Pharmacogénomique : adapter un traitement à un individu afin de palier à la variabilité de l’efficacité des médicaments liée aux polymorphisme humain Etude de la biodiversité : les SNP (Single Nucleotide Polymorphism) au nombre de 1,4 106 devraient permettre de définir les prédispositions naturelles à certaines maladies Ere de la « post-génomique » 4- Problèmes de bioéthique découlant du séquençage et de ses applications Utilisation des séquences : •Discrimination sociale •Clonage humain •Choix génétique avant la naissance … UNESCO a adopté en novembre 1997 la «Déclaration universelle sur le génome humain et les droits de l’homme». 25 articles Le principal problème est la brevetabilité des gènes. Seuls France, Japon, Italie et certains scientifiques (ex James Watson) s’insurgent contre cette appropriation du génome humain. Ere de la « post-génomique » 5- Brevetabilité des gènes humains Brevet : titre délivré par une autorité conférant à son titulaire le droit exclusif d’exploitation pendant 20 ans à condition de payer une taxe annuelle Le titulaire peut •Exploiter personnellement l’invention •Vendre l’invention à un tiers •Autoriser un tiers (appelé licencié) à exploiter l’invention Brevet Européen coûte environ 20 000 € Son extension aux USA, Canada, Japon présentera un surcoût de 40 000 € Un colloque scientifique international pour éclairer la réflexion des Ministres de la recherche du G8 élargi au Brésil, à la Chine, l'Inde et le Mexique 22 et 23 juin 2000 à Bordeaux : « les séquences ne peuvent pas être brevetées car ce sont des découvertes d’objets existants dans la nature et non des inventions » Ere de la « post-génomique » 5- Brevetabilité des gènes humains Pour l’UE : l’Office Européen des Brevets accepte de breveter une séquence moyennant qu’elle soit isolée de son environnement naturel par un procédé technique et qu’on puisse indiquer précisément son application industrielle Pour les USA : il suffit que les applications découlant du brevet soit utiles. Le 14 mars 2000 Bil Clinton déclarait qu’il reconnaissait la nécessité de breveté les inventions issues des recherches génétiques. CONNAISSANCE DU GENOME TRANSCRIPTOME LES ANALYSES POST-GENOMIQUES PROTEOME ACTIVITOME COMPLEXOME INTERACTOME METABOLOME
