2. Un prodigieux pari : le décryptage du génome

Voici seulement moins de 20 ans, l'idée de décoder l'ensemble du message inscrit dans le génome humain semblait une utopie : la molécule d'ADN humain renferme près de 3,5 milliards de signes chimiques - de quoi remplir un grimoire de plus de 500 000 pages ! - et compte quelque 100 000 gènes. Cependant, les percées spectaculaires récemment réalisées dans les procédures expérimentales de décodage de l'information génétique ont permis de relever ce défi, et l'on espère parvenir à l'objectif final du programme "génome humain" - séquencer l'intégralité du patrimoine génétique humain - dans les premières décennies du XXIe siècle.
Ces progrès sont en grande partie dus à l'automatisation des techniques (robotique et informatique) et à l'établissement de "cartes" très précises du génome humain. Dans ce domaine, la France a joué un rôle de tout premier plan, principalement grâce aux travaux de Daniel Cohen et Jean Dausset, au CEPH (Centre d'Etude du Polymorphisme Humain), de Jean Weissenbach, au laboratoire Généthon, et de Charles Auffray, du CNRS.
 
Les enjeux médicaux de ce nouveau champ de connaissances sont considérables : à terme, le séquençage du génome, la découverte de nouveaux gènes et l'élucidation de leur fonction conduiront à la compréhension des mécanismes des maladies génétiques, mais aussi des cancers, des maladies cardio-vasculaires, neurodégénératives et infectieuses, et devraient permettre de concevoir de nouveaux traitements.

Les cartes du génome humain

Ces cartes sont d'un intérêt irremplaçable pour les généticiens : elles leur permettent de localiser et d'identifier un gène en un temps record, grâce à un ensemble de repères régulièrement positionnés le long des chromosomes. On distingue trois types de cartes du génome : les cartes génétiques, les cartes physiques et les cartes des gènes.

Les cartes génétiques
La localisation d'un gène de maladie débute généralement par une phase de cartographie génétique, fondée sur l'analyse de la transmission de la maladie au sein de familles atteintes. On observe alors que les descendants malades héritent en commun d'une région chromosomique provenant des ascendants qui transmettent la maladie, tandis que les descendants sains héritent de l'allèle "non atteint" de cette même région. On peut ainsi cerner la région chromosomique contenant le gène responsable de la maladie.

Toutefois, pour étudier la transmission des chromosomes parentaux, il faut pouvoir disposer d'une carte génétique de référence, sur laquelle ont été placés régulièrement de très nombreux repères permettant de distinguer les copies chromosomiques issues de chaque parent, voire de chaque grand-parent. Ces repères sont constitués de courtes séquences d'ADN qui présentent une très grande variabilité d'un individu à l'autre, nommées "microsatellites".

Les cartes génétiques de référence actuelles, très précises, comptent au total près de 10 000 repères, dont plus de 5 300 proviennent du laboratoire français Généthon.

Les cartes physiques
La cartographie physique consiste à reconstituer des séquences continues d'ADN chromosomique. On cherche alors à ordonner des fragments d'ADN clonés qui se chevauchent. Pour établir ces cartes physiques, les marqueurs des cartes génétiques constituent une aide indispensable.

Les cartes des gènes
Ce troisième type de cartes est particulièrement utile pour identifier les gènes impliqués dans diverses maladies génétiques. Il s'agit de cartes qui localisent le long des chromosomes un certain nombre de gènes dont la fonction n'est pas nécessairement connue, mais que l'on repère par des segments d'ADN (des "étiquettes") qui signent la présence de régions codantes, c'est-à-dire de gènes.

En octobre 1996, la revue Science a publié la dernière version de la carte des gènes humains, fruit d'une collaboration internationale de 19 équipes (dont 2 françaises). Cette carte localise plus de 16 000 gènes ou marqueurs le long des 23 paires de chromosomes humains. La base de données GENATLAS, éditée par le Professeur Jean Frézal (Hôpital Necker, Paris), quant à elle, recense environ 6 600 gènes humains fonctionnels localisés sur nos chromosomes.
 
On mesure le chemin parcouru quand on sait que fin 1994, à peine plus de 5 000 gènes ou marqueurs étaient positionnés, et qu'on espère parvenir à localiser plus de la moitié des quelque 100 000 gènes humains au cours des prochaines années!

 
Un gigantesque défi : le séquençage du génome

Le programme génome humain, qui a débuté en 1988, vise à déchiffer l'intégralité du message génétique codé dans notre ADN. Cette phase de séquençage monte actuellement en puissance : si seulement 1% du génome humain est aujourd'hui séquencé, la communauté scientifique internationale prévoit d'avoir déchiffré quelque 500 millions de caractères chimiques, soit plus de 14% de notre génome, d'ici à 3 ans.

La France, qui a occupé uneplace de leader dans les phases de cartographie génétique et physique, était jusqu'à présent absente des grands programmes de séquençage, dans lesquels les États-Unis et la Grande-Bretagne se sont investis très tôt. Elle va désormais s'y impliquer activement, grâce à la création d'un centre public de séquençage, à Evry (région parisienne).