Введение

Проект, разработавший гаплотиповую карту генома человека.

Международный проект HapMap был организацией, целью которой являлась разработка гаплотиповой карты (HapMap) генома человека для описания распространенных паттернов генетической вариабельности человека. HapMap используется для выявления генетических вариантов, влияющих на здоровье, заболевания и реакцию на лекарственные препараты и факторы окружающей среды. Информация, полученная в рамках проекта, находится в свободном доступе для исследовательских целей. Международный проект HapMap представляет собой сотрудничество между исследователями из академических центров, некоммерческих биомедицинских исследовательских групп и частных компаний в Канаде, Китае (включая Гонконг), Японии, Нигерии, Великобритании и Соединенных Штатах. Официальный старт проекта был дан на встрече 27–29 октября 2002 года, и предполагалось, что он продлится около трех лет. Проект состоит из двух фаз; полные данные, полученные в фазе I, были опубликованы 27 октября 2005 года. Анализ данных фазы II был опубликован в октябре 2007 года. Набор данных фазы III был выпущен весной 2009 года, а публикация с окончательными результатами – в сентябре 2010 года.

Предыстория

В отличие от более редких менделевских заболеваний, в развитии и прогрессировании распространенных заболеваний (таких как диабет, рак, болезни сердца, инсульт, депрессия и астма), а также в индивидуальном ответе на фармакологические препараты, роль играют комбинации различных генов и факторов окружающей среды. Для выявления генетических факторов, связанных с этими заболеваниями, в принципе можно провести полногеномное исследование ассоциаций: получить полную генетическую последовательность нескольких индивидуумов, часть из которых больна, а часть здорова, и затем искать различия между этими двумя наборами геномов. В то время этот подход был невозможен из-за высокой стоимости полногеномного секвенирования. Проект HapMap предложил альтернативный путь. Хотя любые два неродственных человека имеют около 99,5% общих участков последовательности ДНК, их геномы различаются в определенных нуклеотидных позициях. Эти участки известны как однонуклеотидные полиморфизмы (СНП), и каждая из возможных форм гена, возникающих в результате, называется аллелем. Проект HapMap фокусируется только на распространенных СНП, то есть на тех, где каждый аллель встречается как минимум у 1% популяции. У каждого человека есть две копии всех хромосом, за исключением половых хромосом у мужчин. Для каждого СНП комбинация аллелей, присутствующих у человека, называется генотипом. Генотипирование – это определение генотипа человека в определенной позиции. Проект HapMap отобрал выборку из 269 человек, выделил несколько миллионов четко определенных СНП, определил генотипы этих людей для этих СНП и опубликовал результаты. Аллели соседних СНП на одной хромосоме коррелируют между собой. В частности, если известен аллель одного СНП для данного индивидуума, то аллели соседних СНП часто можно предсказать, что называется импутацией генотипа. Это связано с тем, что каждый СНП возник в ходе эволюции как единичная точечная мутация, а затем передавался по хромосоме вместе с другими, более ранними, точечными мутациями. СНП, разделенные большим расстоянием на хромосоме, обычно слабо коррелируют, поскольку рекомбинация происходит в каждом поколении и перемешивает аллельные последовательности двух хромосом. Последовательность последовательных аллелей на определенной хромосоме называется гаплотипом. Для выявления генетических факторов, связанных с конкретным заболеванием, можно действовать следующим образом. Сначала идентифицируется интересующая область генома, возможно, на основании предыдущих исследований наследования. В этой области определяют набор теговых СНП из данных HapMap – это СНП, которые хорошо коррелируют со всеми остальными СНП в регионе. Используя их, можно с помощью импутации генотипа определить (импутировать) другие СНП и, следовательно, весь гаплотип с высокой степенью достоверности. Затем определяют генотипы этих теговых СНП у нескольких индивидуумов, часть из которых больна, а часть здорова. Сравнивая эти две группы, можно определить вероятные участки и гаплотипы, связанные с заболеванием.

Доступ к данным

Все данные, полученные в ходе проекта, включая частоты SNP, генотипы и гаплотипы, были размещены в открытом доступе и доступны для загрузки. На этом веб-сайте также представлен браузер генома, позволяющий находить SNP в любом интересующем регионе, их частоты аллелей и связь с соседними SNP. Также предоставлен инструмент для определения теговых SNP для заданного интересующего региона. К этим данным также можно получить прямой доступ из широко используемой программы Haploview.

Публикации

Секко, Дэвид (2005). "Первый этап завершения проекта HapMap" The Scientist.