Kansainvälinen HapMap- projekti (lausutaan " HapMap " [1] ; englanniksi HapMap [hæp.mæp] , lyhenne englanniksi Haplotype Map - "haplotype map") on organisaatio, jonka toiminnan tavoitteena on kehittää haplotyyppikartta ihmisen genomista kuvaamaan yleiset mallit ihmisten perinnöllinen geneettinen vaihtelu. HapMapia käytetään geneettisten muunnelmien etsimiseen, jotka vaikuttavat terveyteen, sairauksiin ja lääkevasteisiin sekä ympäristötekijöihin. Hankkeen puitteissa tutkimusta varten hankittu tieto on julkista.
Kansainvälinen HapMap-projekti on Kanadan , Kiinan , Japanin , Nigerian , Iso-Britannian ja Yhdysvaltojen akateemisten keskusten, voittoa tavoittelemattomien biolääketieteen tutkimusryhmien ja yksityisten yritysten yhteistyö . Se käynnistettiin virallisesti 27.–29. lokakuuta 2002 pidetyssä kokouksessa, ja sen valmistumisen arvioitiin kestävän noin kolme vuotta. Se sisälsi kaksi vaihetta; Ensimmäisen vaiheen aikana saadut täydelliset tiedot julkaistiin 27.10.2005. Phase II -aineiston analyysi julkaistiin lokakuussa 2007. Vaiheen III aineisto julkaistiin keväällä 2009.
Toisin kuin harvinaisissa Mendelin taudeissa, eri geenien ja ympäristön yhdistelmillä on rooli yleisten sairauksien (kuten diabetes , syöpä , sydänsairaudet , aivohalvaus , masennus ja astma ) kehittymisessä ja etenemisessä tai yksittäisissä vasteissa farmakologisille aineille. Näihin sairauksiin liittyvien perinnöllisten tekijöiden löytämiseksi voitaisiin periaatteessa saada useiden yksilöiden täydellinen geneettinen sekvenssi, joista osa sairastaa sairautta ja toiset ilman, ja sitten etsiä eroja näiden kahden genomijoukon välillä . Tuolloin tämä lähestymistapa ei ollut mahdollista täyden genomin sekvensoinnin kustannusten vuoksi. HapMap-projekti tarjosi pikakuvakkeen.
Vaikka kahdella eri sukulaisella ihmisellä on noin 99,5 % DNA - sekvenssistään , heidän genominsa eroavat tietyissä nukleotidipaikoissa . Tällaisia alueita kutsutaan yhden nukleotidin polymorfismeiksi (SNP), ja jokaista mahdollista tuloksena olevaa geenimuotoa kutsutaan alleeliksi . HapMap-projekti keskittyy vain yleisiin polymorfismiin, joissa jokaista alleelia esiintyy vähintään 1 %:lla väestöstä.
Jokaisella ihmisellä on kaksi kopiota kaikista kromosomeista , paitsi miesten sukupuolikromosomeista . Jokaisen SNP:n kohdalla yksilön alleelien yhdistelmää kutsutaan genotyypiksi . Genotyypistäminen tarkoittaa, että ihmisellä on genotyyppi tietyssä paikassa. HapMap-projekti otti näytteitä 269 yksilöstä ja valitsi useita miljoonia hyvin määriteltyjä SNP:itä ja julkaisi näiden SNP:iden yksilöiden genotyypityksen tulokset.
Läheisten SNP:iden alleelit samassa kromosomissa korreloivat. Nimittäin, jos tietylle yksilölle tiedetään yhden SNP:n alleeli, voidaan ennustaa myös viereisten SNP:iden alleelit. Tämä johtuu siitä, että jokainen SNP sai alkunsa evoluutiohistoriassa yksittäisenä pistemutaationa ja siirtyi sitten kromosomiin, jota ympäröivät muut, aikaisemmat pistemutaatiot. SNP:t, joita erottaa suuri etäisyys kromosomissa, eivät yleensä korreloi kovin hyvin, joten rekombinaatio tapahtuu joka sukupolvi ja sekoittaa näiden kahden kromosomin alleelisekvenssit. Tietyn kromosomin vierekkäisten alleelien sekvenssiä kutsutaan haplotyypiksi .
Voit selvittää tiettyyn sairauteen liittyvät geneettiset tekijät seuraavasti. Ensin tunnistetaan tietty kiinnostava alue genomissa, mahdollisesti aikaisemmista perinnöllisyystutkimuksista. Tältä alueelta etsitään SNP-attribuuttirivi HapMap-tiedoista; nämä ovat SNP:itä, jotka korreloivat erittäin hyvin kaikkien muiden alueen SNP:iden kanssa. Siten tutkimalla SNP-ominaisuuden alleeleja henkilössä on mahdollista määrittää yksilön haplotyyppi suurella todennäköisyydellä. Lisäksi se määrittää yhdenmukaisesti näiden SNP-merkkien genotyypin tätä tautia sairastavien yksilöiden ryhmässä ja terveiden ihmisten ryhmässä. Vertaamalla kahta ryhmää määritetään taudin todennäköiset paikat ja haplotyypit.
Haplotyypit ovat yleensä jakautuneet populaatioihin, mutta niiden esiintymistiheys voi vaihdella suuresti. Neljä populaatiota valittiin sisällytettäväksi HapMapiin: 30 joruba -aikuista ja molemmat vanhemmat Ibadanista , Nigeriasta (YRI) , 30 Utahissa asuvaa kolmosta Pohjois-Euroopan ja Länsi-Euroopan syntyperää (CEU), 44 sukulaista japanilaista Tokiosta , Japanista ( JPT) ja 45 ulkopuolista kiinalaista Pekingistä , Kiinasta (CHB). Vaikka näistä populaatioista tunnistettuja haplotyyppejä voidaan käyttää useiden muiden populaatioiden tutkimiseen, lisätutkimukset tutkivat parhaillaan mahdollisuutta sisällyttää uusia populaatioita projektiin.
Kaikki näytteet kerättiin yhteisön osallistumisprosessin kautta asianmukaisella tietoisella suostumuksella. Yhteisön sitoutumisprosessin tarkoituksena oli tunnistaa kulttuurisesti erityisiä kysymyksiä ja yrittää vastata niihin ja antaa osallistuville yhteisöille mahdollisuus osallistua johdonmukaiseen tavoittamiseen ja otantaprosessiin.
Kolmannessa vaiheessa kerättiin 11 maailmanlaajuista sukutauluryhmää: ASW ( Lounais - Yhdysvaltojen afrikkalaissyntyiset ihmiset ); CEU (Utah Pohjois- ja Länsi-Euroopan esivanhemmilla CEPH-kokoelmasta); CHB ( hanilaiset Pekingissä, Kiina); CHD (kiina Denveristä , Coloradosta ); GIH ( Gujaratis Houstonissa , Texasissa ) ; JPT ( japanilainen Tokiossa, Japanissa); LWK Luhya etninen ryhmä Webuyessa, Keniassa ); MEX ( meksikolaiset Los Angelesissa , Kaliforniassa ); MKK ( Maasai in Kenyawa, Kenia); TSI (Toscanat Italiassa ); YRI (joruba Ibadanissa, Nigeria). [2]
Lisäksi luotiin kolme yhdistettyä ryhmää SNP:iden tunnistamiseksi paremmin yhdeksän homogeenisen näytteen ulkopuolisissa ryhmissä: CEU+TSI (Combined Group of Utahs with Northern and Länsi-Euroopan syntyperä CEPH- ja Joscan-kokoelmasta Italiassa); JPT+CHB (kombinoitu japanilainen paneeli Tokiossa, Japani ja han-kiinalainen paneeli Pekingissä, Kiina) ja JPT+CHB+CHD (japanilaisten yhteinen paneeli Tokiossa, Japanissa, han-kiinalainen paneeli Pekingissä Kiinassa ja kiinalainen Denverissä, Coloradossa) . Esimerkiksi CEU+TSI on parempi malli brittiläisistä kuin CEU yksinään. [2]
Vaiheessa yksi yksi yhteinen SNP genotyypitettiin joka 5 000 emästä. Kaiken kaikkiaan yli miljoona SNP:tä on genotyypitetty. Genotyypitys suoritettiin 10 keskuksessa viidellä eri tekniikalla. Genotyypityksen laatu arvioitiin käyttämällä kaksoiskappaleita tai linkitettyjä näytteitä ja säännöllisin laatutarkastuksin, joissa keskuksilla oli pääsy yksittäisiin SNP-genotyyppisarjoihin.
Kanadalainen tiimi, jota johti Thomas J. Hudson McGill Universityssä Montrealissa, keskittyi kromosomeihin 2 ja 4. Huengming Yangin johtama kiinalainen ryhmä, jonka keskukset sijaitsevat Pekingissä , Shanghaissa ja Hongkongissa , tutki kromosomeja 3, 8 ja 21. Yusuke Nakamuran johtama japanilainen tiimi Tokion yliopistossa tutki kromosomeja 5, 11, 14, 15, 16, 17 ja 19. Brittiläinen tiimi, jota johti David R. Bentley Sanger Institutessa ja keskittyi kromosomeihin 1, 6, 10 , 13 ja 20. Yhdysvalloissa oli myös neljä genotyyppikeskusta : Mark Chen ja Arnold Oliphantin johtama ryhmä Illumina Inc :ssä. San Diegossa (tutkivat kromosomeja 8q, 9, 18q, 22 ja X), David Altschulerin johtama tiimi Cambridge Institutessa, USA (kromosomit 4q, 7q, 18 pistettä, Y ja mitokondriot ), ryhmä, jota johtaa Richard A. Gibbs Baylor College of Medicinessä Houstonissa (kromosomi 12) ja Puyi-Yan Kwokin johtama tiimi Kalifornian yliopistossa San Franciscossa (kromosomi 7 bp).
Saadakseen tarpeeksi SNP:itä kartan luomiseksi, konsortion täytyi rahoittaa suuri uudelleensekvensointiprojekti miljoonien lisä-SNP:iden käsittelemiseksi. dbSNP-tietokanta esitteli ne yleisölle. Tämän seurauksena elokuussa 2006 tietokanta sisälsi yli kymmenen miljoonaa SNP:tä, ja yli 40 % niistä tiedettiin olevan polymorfisia. Vertailun vuoksi, projektin alussa tunnistettiin alle 3 miljoonaa polymorfismia ja enintään 10 % niistä oli polymorfisia.
Toisen vaiheen aikana Perlegen Sciences määritti genotyypin yli kaksi miljoonaa uutta SNP:tä ja Affymetrix 500 000.
Kaikki projektin tuottamat tiedot, mukaan lukien SNP-taajuudet, genotyypit ja haplotyypit , julkistettiin ja ladattavissa. Tämä verkkosivusto sisältää myös genomiselaimen, jonka avulla voit löytää SNP:itä miltä tahansa kiinnostavalta alueelta, niiden alleelitaajuudet ja niiden suhteen lähellä oleviin SNP:ihin. Mukana on myös työkalu, joka voi määrittää SNP-tunnisteen tietylle kiinnostuksen kohteena olevalle alueelle. Näitä tietoja voidaan käyttää myös suoraan laajalti käytetystä Haploview-ohjelmasta.
Se väitettiin[ kenen toimesta? ] , että HapMap-projekti on esittänyt itsensä laajalti harhaanjohtavaksi työkaluksi yleisten taudinaiheuttajien tunnistamiseen rahoituksen säästämiseksi. Kasvava näyttö viittaa siihen, että HapMap-data on paljon hyödyllisempää väestörakenteen tutkimiseen kuin sen aiottuun tarkoitukseen populaatiorakenteen seurantaan genomitutkimuksissa. [3]