HapMap est un catalogue des variations génétiques les plus fréquentes chez l’humain. Il décrit la nature des variantes, leur emplacement dans la séquence d’ADN et leur distribution au sein d’une population et entre les populations dans différentes parties du monde. Le projet international HapMap n’utilise pas l’information recueillie pour établir des corrélations entre des variantes précises et des maladies. Le projet vise plutôt à fournir aux chercheurs de l’information qui leur permettra d’établir des liens entre les variations génétiques et les risques de contracter certaines maladies. Ces recherches pourraient aboutir à de nouvelles méthodes de prévention, de diagnostic et de traitement des maladies.

Figure 1 : Lorsque l’on compare la séquence d’ADN d’une section du chromosome 7 de deux individus choisis au hasard, on relève deux polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) sur environ 1 200 nucléotides.

L’ADN contenu dans nos cellules est constitué de longues chaînes de quatre types de molécules : l’adénine, la thymine, la cytosine et la guanine, ou A, T, C et G. Chaque cellule humaine contient plus de 6 milliards de ces molécules, les nucléotides, réunies en 23 paires de chaînes, les chromosomes. (Voir http://www.dnaftb.org/dnaftb/ pour des notions génétiques de base.) Ces séquences génétiques contiennent de l’information qui joue un rôle dans notre aspect physique, nos risques de contracter des maladies et la réponse de notre corps aux substances que l’on rencontre dans l’environnement.

Les séquences génétiques sont étonnamment similaires d’une personne à l’autre. Si l’on compare les chromosomes de deux humains, on constate que leur séquence d’ADN peut être identique sur des centaines de nucléotides. Mais un nucléotide sur 1 200, en moyenne, varie d’une personne à l’autre (Figure 1). Par exemple, une personne peut avoir un A à un endroit, alors qu’une autre personne aura un G, ou encore, une personne peut avoir des nucléotides supplémentaires à un endroit, ou un segment d’ADN peut être absent. Chaque « orthographe » d’une région chromosomique est nommée un allèle. L’ensemble des allèles présents dans les chromosomes d’une personne constitue son génotype.

Les différences d’un seul nucléotide sont, de loin, le type de variation génétique le plus fréquent. Elles sont connues sous le nom de polymorphismes nucléotidiques simples, ou SNP. En identifiant la plupart des quelque 10 millions de SNP que l’on estime exister dans le génome humain, le projet international HapMap est en voie de cartographier une grande partie de la diversité génétique de l’espèce humaine.

Pour les généticiens, les SNP constituent des marqueurs permettant de localiser des gènes dans les séquences d’ADN. Supposons qu’un changement dans l’orthographe d’un gène augmente les risques de souffrir d’hypertension artérielle, mais que les chercheurs ignorent l’endroit exact où se trouve ce gène dans nos chromosomes. Ils pourraient comparer les SNP entre les individus souffrant d’hypertension artérielle et ceux qui n’en souffrent pas. Si on découvre un SNP plus fréquent dans la population de personnes souffrant de la maladie, on peut utiliser celui-ci pour localiser et identifier le gène impliqué dans la maladie.

Cependant, passer au crible les 10 millions de SNP courants qui se trouvent dans les chromosomes d’un patient serait un processus extrêmement coûteux. Le développement de HapMap permettra aux généticiens de tirer profit de l’organisation des SNP et des autres variations génétiques dans les chromosomes. Car, en fait, les variations génétiques tendent à être proches l’une de l’autre et à être héritées ensemble. Par exemple, tous les individus ayant un A plutôt qu’un G à un endroit donné d’un chromosome peuvent présenter également d’autres SNP dans la région voisine du A sur le chromosome. Ces régions de variations groupées sont connues sous le nom d’haplotypes (Figure 2).

Dans plusieurs régions des chromosomes humains, on ne trouve que très peu d’haplotypes. [ Voir Les origines des haplotypes.] Dans une population, 55 pour 100 des gens peuvent avoir une version d’un haplotype, 30 pour 100 une autre version, 8 pour 100 une autre et le reste une série de variations plus rares. Le projet international HapMap identifie les haplotypes courants dans quatre populations originaires de diverses parties du monde. Il définit également des SNP « marqueurs », qui constituent un identificateur unique d’un haplotypes. En détectant les SNP marqueurs d’une personne (un processus nommé génotypage), les chercheurs seront en mesure caractériser tous les haplotypes présents dans le génome de cette personne. On estime que le nombre de SNP nécessaires pour contenir la plupart de l’information sur la variation génétique se situe entre 300 000 et 600 000, soit beaucoup moins que les 10 millions de SNP courants.

Lorsque l’information sur les SNP marqueurs de HapMap sera disponible, les chercheurs disposeront d’un outil précieux pour localiser les gènes jouant un rôle important sur le plan médical. Reprenons l’exemple d’un scientifique à la recherche des variations associées à l’hypertension artérielle. Au lieu d’avoir à identifier tous les SNP du génome d’un patient, il n’aurait qu’à génotyper un nombre beaucoup plus restreint de SNP marqueurs pour connaître l’ensemble des haplotypes du patient. Le scientifique pourrait concentrer ses recherches sur certains gènes candidats susceptibles d’être associés à la maladie, ou même étendre ses recherches au génome entier en vue de détecter des régions du chromosome associées à la maladie. Si les personnes souffrant d’hypertension artérielle tendent à partager un certain haplotype, on pourra supposer que les variations génétiques en cause se situent au sein de cet haplotype ou dans son voisinage.