مشروع هاب ماب الدولي

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

مشروع هاب ماب الدولي هو منظمة تهدف إلى تطوير خريطة للأنماط الفردية ( هاب ماب ) للجينوم البشري ، لوصف الأنماط الشائعة للتنوع الجيني البشري . تُستخدم هاب ماب لاكتشاف المتغيرات الجينية التي تؤثر على الصحة والأمراض والاستجابات للأدوية والعوامل البيئية. وتُتاح المعلومات التي ينتجها المشروع مجانًا لأغراض البحث العلمي.

مشروع هاب ماب الدولي هو تعاون بين باحثين في مراكز أكاديمية، ومجموعات بحثية طبية حيوية غير ربحية، وشركات خاصة في كندا ، والصين (بما في ذلك هونغ كونغ )، واليابان ، ونيجيريا ، والمملكة المتحدة ، والولايات المتحدة . انطلق المشروع رسميًا باجتماع عُقد في الفترة من 27 إلى 29 أكتوبر 2002، وكان من المتوقع أن يستغرق حوالي ثلاث سنوات. يتألف المشروع من ثلاث مراحل؛ نُشرت البيانات الكاملة التي جُمعت في المرحلة الأولى في 27 أكتوبر 2005. [ 1 ] ونُشر تحليل بيانات المرحلة الثانية في أكتوبر 2007. [ 2 ] أما بيانات المرحلة الثالثة فقد صدرت في ربيع 2009، ونُشرت النتائج النهائية في سبتمبر 2010. [ 3 ]

خلفية

على عكس الأمراض المندلية النادرة ، تلعب توليفات من جينات مختلفة وعوامل بيئية دورًا في تطور الأمراض الشائعة (مثل السكري ، والسرطان ، وأمراض القلب ، والسكتة الدماغية ، والاكتئاب ، والربو )، أو في استجابة الفرد للعوامل الدوائية . [ 4 ] ولتحديد العوامل الوراثية المتورطة في هذه الأمراض، يمكن من حيث المبدأ إجراء دراسة ارتباط على مستوى الجينوم : الحصول على التسلسل الجيني الكامل لعدة أفراد، بعضهم مصاب بالمرض والبعض الآخر غير مصاب، ثم البحث عن اختلافات بين مجموعتي الجينوم. في ذلك الوقت، لم يكن هذا النهج عمليًا بسبب تكلفة تسلسل الجينوم الكامل . لذا، اقترح مشروع هاب ماب حلًا مختصرًا.

على الرغم من أن أي شخصين غير مرتبطين يتشاركان حوالي 99.5% من تسلسل الحمض النووي الخاص بهما، إلا أن جينوماتهما تختلف في مواقع نيوكليوتيدية محددة . تُعرف هذه المواقع باسم تعدد أشكال النيوكليوتيدات المفردة (SNPs)، ويُطلق على كل شكل من أشكال الجينات الناتجة المحتملة اسم الأليل . [ 5 ] يركز مشروع HapMap فقط على تعدد أشكال النيوكليوتيدات المفردة الشائعة، أي تلك التي يوجد فيها كل أليل في 1% على الأقل من السكان.

يمتلك كل شخص نسختين من جميع الكروموسومات ، باستثناء الكروموسومات الجنسية لدى الذكور . يُطلق على مجموعة الأليلات التي يمتلكها الشخص لكل متغير أحادي النوكليوتيد (SNP) اسم النمط الجيني . يشير تحديد النمط الجيني إلى الكشف عن النمط الجيني للشخص في موقع معين. اختار مشروع هاب ماب عينة من 269 فردًا، وانتقى عدة ملايين من المتغيرات أحادية النوكليوتيد المحددة جيدًا، وحدد النمط الجيني للأفراد لهذه المتغيرات، ونشر النتائج. [ 6 ]

ترتبط أليلات المواقع الجينية المفردة المتشابهة (SNPs) المتجاورة على كروموسوم واحد. تحديدًا، إذا عُرف أليل أحد هذه المواقع لفرد معين، فغالبًا ما يُمكن التنبؤ بأليلات المواقع الجينية المفردة المجاورة، وهي عملية تُعرف باسم استنتاج النمط الجيني . [ 7 ] ويعود ذلك إلى أن كل موقع جيني مفرد نشأ في التاريخ التطوري كطفرة نقطية منفردة ، ثم انتقل عبر الكروموسوم محاطًا بطفرات نقطية أخرى سابقة. أما المواقع الجينية المفردة المتباعدة بمسافة كبيرة على الكروموسوم، فعادةً ما تكون غير مرتبطة ارتباطًا وثيقًا، لأن إعادة التركيب تحدث في كل جيل وتخلط تسلسلات الأليلات للكروموسومين. ويُعرف تسلسل الأليلات المتتالية على كروموسوم معين باسم النمط الفرداني . [ 8 ]

لتحديد العوامل الوراثية المتورطة في مرض معين، يمكن اتباع الخطوات التالية: أولًا، يتم تحديد منطقة معينة في الجينوم، ربما من دراسات وراثية سابقة. في هذه المنطقة، يتم تحديد مجموعة من علامات SNPs من بيانات HapMap؛ وهي علامات SNPs ترتبط ارتباطًا وثيقًا بجميع علامات SNPs الأخرى في المنطقة. باستخدام هذه العلامات، يمكن استخدام تقنية إسناد النمط الجيني لتحديد (إسناد) علامات SNPs الأخرى، وبالتالي تحديد النمط الفرداني الكامل بدقة عالية. بعد ذلك، يتم تحديد النمط الجيني لهذه العلامات SNPs لدى عدة أفراد، بعضهم مصاب بالمرض والبعض الآخر غير مصاب. بمقارنة المجموعتين، يتم تحديد المواقع والأنماط الفردانية المحتملة المتورطة في المرض.

العينات المستخدمة

تتشارك المجموعات السكانية عمومًا في الأنماط الفردية، لكن ترددها قد يختلف اختلافًا كبيرًا. تم اختيار أربع مجموعات سكانية لإدراجها في مشروع HapMap: ثلاثون عائلة ثلاثية من اليوروبا (بالغين ووالديهم) من إيبادان ، نيجيريا (YRI)، وثلاثون عائلة ثلاثية من سكان ولاية يوتا من أصول شمالية وغربية أوروبية (CEU)، وأربعة وأربعون فردًا يابانيًا غير مرتبطين من طوكيو ، اليابان (JPT)، وخمسة وأربعون فردًا صينيًا من عرق الهان غير مرتبطين من بكين ، الصين (CHB). على الرغم من أن الأنماط الفردية المستخلصة من هذه المجموعات السكانية ستكون مفيدة لدراسة العديد من المجموعات السكانية الأخرى، إلا أن دراسات موازية تُجرى حاليًا لبحث جدوى إضافة مجموعات سكانية أخرى إلى المشروع.

جُمعت جميع العينات من خلال عملية إشراك مجتمعي مع الحصول على الموافقة المستنيرة اللازمة. صُممت عملية الإشراك المجتمعي لتحديد المخاوف الخاصة بكل ثقافة ومحاولة الاستجابة لها، ولإتاحة الفرصة للمجتمعات المشاركة لإبداء رأيها في عمليات الموافقة المستنيرة وجمع العينات. [ 9 ]

في المرحلة الثالثة، تم تجميع 11 مجموعة أصول عالمية: ASW (أصول أفريقية في جنوب غرب الولايات المتحدة الأمريكية)؛ CEU (سكان ولاية يوتا من أصول شمال وغرب أوروبا من مجموعة CEPH)؛ CHB (صينيون هان في بكين، الصين)؛ CHD (صينيون في منطقة دنفر الكبرى، كولورادو)؛ GIH (هنود غوجاراتيون في هيوستن، تكساس)؛ JPT (يابانيون في طوكيو، اليابان)؛ LWK (لوهيا في ويبوي، كينيا)؛ MEX (أصول مكسيكية في لوس أنجلوس، كاليفورنيا)؛ MKK (ماساي في كينياوا، كينيا)؛ TSI (توسكان في إيطاليا)؛ YRI (يوروبا في إيبادان، نيجيريا). [ 10 ]

مرحلةبطاقة تعريفمكانسكانالتفاصيل
الجزء الأول/الثانيوحدات التعليم المستمرالولايات المتحدةسكان ولاية يوتا من أصول شمالية وغرب أوروبية من مجموعة CEPHالتفاصيل
الجزء الأول/الثانيCHBالصينالصينيون الهان في بكين ، الصينالتفاصيل
الجزء الأول/الثانيJPTالياباناليابانيون في طوكيو ، اليابانالتفاصيل
الجزء الأول/الثانيYRIنيجيريااليوروبا في إبادان ، نيجيرياالتفاصيل
3الحرب المضادة للغواصاتالولايات المتحدةالأصول الأفريقية في جنوب غرب الولايات المتحدة الأمريكيةالتفاصيل
3مرض القلب التاجيالولايات المتحدةالصينيون في منطقة دنفر الحضرية ، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكيةالتفاصيل
3جي آي إتشالولايات المتحدةالهنود الغوجاراتيون في هيوستن ، تكساس ، الولايات المتحدةالتفاصيل
3LWKكينيالوهيا في ويبوي ، كينياالتفاصيل
3MKKكينياالماساي في كينياوا ، كينياالتفاصيل
3MXLالولايات المتحدةأصول مكسيكية في لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكيةالتفاصيل
3TSIإيطالياسكان توسكانا في إيطالياالتفاصيل

تم أيضًا إنشاء ثلاث مجموعات بيانات مُدمجة، تُتيح تحديدًا أفضل للعلامات الجينية (SNPs) في مجموعات خارج نطاق العينات التسع المتجانسة: CEU+TSI (مجموعة بيانات مُدمجة لسكان ولاية يوتا من أصول شمالية وغرب أوروبية من مجموعة CEPH، بالإضافة إلى سكان توسكانا في إيطاليا)؛ JPT+CHB (مجموعة بيانات مُدمجة لليابانيين في طوكيو، اليابان، والصينيين من عرقية الهان في بكين، الصين)؛ وJPT+CHB+CHD (مجموعة بيانات مُدمجة لليابانيين في طوكيو، اليابان، والصينيين من عرقية الهان في بكين، الصين، والصينيين في منطقة دنفر الكبرى، كولورادو). على سبيل المثال، تُعدّ مجموعة CEU+TSI نموذجًا أفضل للأفراد البريطانيين في المملكة المتحدة من مجموعة CEU وحدها. [ 10 ]

الاستراتيجية العلمية

كان تسلسل الجينوم الكامل للمرضى مكلفًا للغاية في تسعينيات القرن الماضي. لذا تبنت المعاهد الوطنية للصحة فكرة "الاختصار"، وهي التركيز على المواقع في الجينوم التي تحتوي على وحدة DNA متغيرة لدى العديد من الأشخاص. تقوم النظرية وراء هذا الاختصار على أنه نظرًا لشيوع الأمراض الرئيسية، فإن المتغيرات الجينية المسببة لها ستكون شائعة أيضًا. وتفترض النظرية أن الانتقاء الطبيعي يحافظ على الجينوم البشري خاليًا من المتغيرات الضارة بالصحة قبل بلوغ الأطفال سن الرشد، ولكنه يفشل في مواجهة المتغيرات التي تظهر لاحقًا في الحياة، مما يسمح لها بأن تصبح شائعة جدًا (في عام 2002، أطلقت المعاهد الوطنية للصحة مشروعًا بقيمة 138 مليون دولار يُسمى HapMap لفهرسة المتغيرات الشائعة في الجينومات الأوروبية والآسيوية الشرقية والأفريقية). [ 11 ]

في المرحلة الأولى، تم تحديد النمط الجيني لمتغير نيوكليوتيدي مفرد شائع واحد كل 5000 قاعدة. إجمالاً، تم تحديد النمط الجيني لأكثر من مليون متغير نيوكليوتيدي مفرد. أُجري تحديد النمط الجيني في 10 مراكز باستخدام خمس تقنيات مختلفة. تم تقييم جودة تحديد النمط الجيني باستخدام عينات مكررة أو ذات صلة، ومن خلال إجراء فحوصات جودة دورية حيث كان على المراكز تحديد النمط الجيني لمجموعات مشتركة من المتغيرات النيوكليوتيدية المفردة.

قاد الفريق الكندي توماس جيه هدسون في جامعة ماكجيل في مونتريال وركز على الكروموسومات 2 و 4p. قاد الفريق الصيني هوانمينغ يانغ في بكين وشنغهاي ، ولاب تشي تسوي في هونغ كونغ ، وركز على الكروموسومات 3 و8p و21. أما الفريق الياباني، فقاده يوسوكي ناكامورا في جامعة طوكيو ، وركز على الكروموسومات 5 و11 و14 و15 و16 و17 و19. وقاد الفريق البريطاني ديفيد آر. بنتلي في معهد سانجر، وركز على الكروموسومات 1 و6 و10 و13 و20. وشاركت أربعة مراكز أمريكية في تحديد النمط الجيني: فريق بقيادة مارك تشي وأرنولد أوليفانت في شركة إلومينا في سان دييغو (يدرس الكروموسومات 8q و9 و18q و22 وX)، وفريق بقيادة ديفيد ألتشولر ومارك دالي في معهد برود في كامبريدج، الولايات المتحدة الأمريكية (يدرس الكروموسومات 4q و7q وX). 18p، Y والميتوكوندريون )، فريق بقيادة ريتشارد جيبس ​​في كلية بايلور للطب في هيوستن (الكروموسوم 12)، وفريق بقيادة بوي يان كوك في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو (الكروموسوم 7p).

للحصول على عدد كافٍ من المتغيرات النوكليوتيدية المفردة (SNPs) لإنشاء الخريطة، موّل الاتحاد مشروعًا ضخمًا لإعادة التسلسل الجيني لاكتشاف ملايين المتغيرات النوكليوتيدية المفردة الإضافية. وقد أُضيفت هذه المتغيرات إلى قاعدة بيانات dbSNP العامة . ونتيجةً لذلك، بحلول أغسطس 2006، احتوت قاعدة البيانات على أكثر من عشرة ملايين متغير نوكليوتيدي مفرد، وكان أكثر من 40% منها معروفًا بتعدد أشكاله . وبالمقارنة، في بداية المشروع، لم يُحدد سوى أقل من ثلاثة ملايين متغير نوكليوتيدي مفرد، ولم يكن معروفًا بتعدد أشكاله أكثر من 10% منها.

خلال المرحلة الثانية، تم تحديد النمط الجيني لأكثر من مليوني SNP إضافي في جميع أنحاء الجينوم بواسطة ديفيد آر. كوكس، وكيلي إيه. فريزر وآخرين في شركة بيرليجين ساينسز ، و500000 بواسطة شركة أفيمتريكس .

الوصول إلى البيانات

تم نشر جميع البيانات التي أنتجها المشروع، بما في ذلك ترددات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs) والأنماط الجينية والأنماط الفردية ، في المجال العام وهي متاحة للتنزيل. [ 12 ] تم إيقاف الموقع الإلكتروني في عام 2016، إلا أن البيانات الأصلية لا تزال متاحة للتنزيل. [ 13 ] كان الموقع الإلكتروني يحتوي على متصفح جينومي يسمح بالعثور على تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs) في أي منطقة محددة، وترددات أليلاتها، وارتباطها بتعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs) المجاورة. كما تم توفير أداة لتحديد علامات تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs) لمنطقة محددة. ويمكن الوصول إلى هذه البيانات مباشرةً من خلال برنامج Haploview واسع الانتشار .

المنشورات

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ألتشولر، ديفيد؛ دونيلي، بيتر؛ اتحاد هاب ماب الدولي (أكتوبر 2005). "خريطة النمط الفرداني للجينوم البشري" . مجلة نيتشر . 437 (7063): 1299-1320 . رمز Bibcode : 2005Natur.437.1299T . doi : 10.1038 / nature04226 . ISSN 1476-4687 . PMC 1880871. PMID 16255080 .   
  2. ↑ فرايزر، كيلي أ.؛ بالينجر، دينيس ج.؛ كوكس، ديفيد ر.؛ هايندز، ديفيد أ.؛ ستوف، لورا ل.؛ جيبس، ريتشارد أ.؛ بيلمونت، جون و.؛ بودرو، أندرو؛ هاردنبول، بول؛ ليال، سوزان م.؛ باستيرناك، شيران (أكتوبر 2007). "خريطة النمط الفرداني البشري من الجيل الثاني لأكثر من 3.1 مليون SNP" . مجلة نيتشر . 449 (7164): 851-861 . Bibcode : 2007Natur.449..851F . doi : 10.1038/nature06258 . hdl : 2027.42/ 62863 . ISSN 1476-4687 . PMC 2689609. PMID 17943122 .   
  3. ↑ ألتشولر، ديفيد م.؛ جيبس، ريتشارد أ.؛ بيلتونين، لينا؛ ألتشولر، ديفيد م.؛ جيبس، ريتشارد أ.؛ بيلتونين، لينا؛ ديرميتزاكيس، إيمانويل؛ شافنر، ستيفن ف.؛ يو، فولي؛ بيلتونين، لينا؛ ديرميتزاكيس، إيمانويل (سبتمبر 2010). " دمج التباين الجيني الشائع والنادر في مجموعات بشرية متنوعة" . مجلة نيتشر . 467 (7311): 52-58 . Bibcode : 2010Natur.467...52T . doi : 10.1038/nature09298 . ISSN 1476-4687 . PMC 3173859. PMID 20811451 .   
  4. ↑ كراوتش، دانيال جيه إم؛ بودمر، والتر إف. (11 أغسطس 2020). "الوراثة متعددة الجينات، ودراسات الارتباط على مستوى الجينوم، ودرجات المخاطر متعددة الجينات، والبحث عن المتغيرات الوظيفية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 117 (32): 18924-18933 . Bibcode : 2020PNAS..11718924C . doi : 10.1073/pnas.2005634117 . PMC 7431089. PMID 32753378 .  
  5. ↑ "أليل" . Genome.gov . المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري.
  6. ↑ اتحاد هاب ماب الدولي (ديسمبر 2003). " مشروع هاب ماب الدولي" . مجلة نيتشر . 426 (6968): 789-796 . doi : 10.1038/nature02168 . hdl : 2027.42/62838 . PMID 14685227. S2CID 8151693 .  
  7. ↑ دينغ، تيانيو؛ تشانغ، بنغفي؛ غاريك، دوريان؛ غاو، هويجيانغ؛ وانغ، ليشيان؛ تشاو، فوبينغ (2022). " مقارنة بين استدلال النمط الجيني لبيانات تسلسل الجينوم الكامل منخفضة التغطية وبيانات مصفوفة تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة" . مجلة فرونتيرز إن جينيتكس . 12 704118. doi : 10.3389/fgene.2021.704118 . PMC 8762119. PMID 35046990 .  
  8. ↑ "النمط الفرداني" . Genome.gov . المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يونيو 2022 .
  9. ↑ روتيمي، تشارلز؛ ليبرت، مارك؛ ماتسودا، إيشيرو؛ زينغ، تشانغتشينغ؛ تشانغ، هوكان؛ أديباموو، كليمنت؛ أجايي، إيكي؛ أنياغوو، توين؛ ديكسون، ميسي؛ فوكوشيما، يوشيميتسو؛ ماسر، داريل (2007). "مشاركة المجتمع والموافقة المستنيرة في مشروع هاب ماب الدولي" . علم جينوم الصحة العامة . 10 (3): 186-198 . doi : 10.1159/000101761 . ISSN 1662-4246 . PMID 17575464. S2CID 10844405 .   
  10. 1 2 اتحاد هاب ماب الدولي وآخرون (2010). دمج التباين الجيني الشائع والنادر في مختلف التجمعات البشرية. مجلة نيتشر ، 467 ، 52-8. doi
  11. ↑ نايدو ن، باويتان ي، سونغ ر، كوبر د.ن، كو س.س (أكتوبر 2011). "علم الوراثة البشرية وعلم الجينوم بعد عقد من نشر المسودة الأولية لتسلسل الجينوم البشري" . علم الجينوم البشري . 5 (6): 577-622 . doi : 10.1186/1479-7364-5-6-577 . PMC 3525251. PMID 22155605 .  
  12. ↑ ثوريسون، غودموندور أ.؛ سميث، ألبرت ف.؛ كريشنان، لاليثا؛ شتاين، لينكولن د. (2005-11-01). "موقع مشروع هاب ماب الدولي" . أبحاث الجينوم . 15 (11): 1592-1593 . doi : 10.1101/gr.4413105 . ISSN 1088-9051 . PMC 1310647. PMID 16251469 .   
  13. ↑ "NCBI تُوقف استخدام مورد HapMap" . NCBI . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2025 .