Uluslararası HapMap Projesi

Uluslararası HapMap Projesi insan genomunun haplotip haritasını (HapMap) oluşturmak üzere kurulmuş, ortak özellik taşıyan genetik değişkenleri tanımlayan bir organizasyondur. HapMap gelecekte sağlık, hastalık, ilaç ve çevresel etkenlere tepki konularında etkileri olduğu gözlenen genetik değişkenleri inceleyen araştırmacıların temel kaynağı olacaktır.
Proje bulguları dünyanın her tarafındaki araştırmacıların erişimine ücretsiz olarak açıktır.
Uluslararası HapMap Projesi, akademik merkezler, kar amacı gütmeyen biyomedikal araştırma grupları ile Kanada, Çin, Japonya, Nijerya, İngiltere ve ABD'deki özel şirketlerin bir ortak çalışmasıdır. Resmi olarak 27-29 Ekim 2002'de yapılan bir toplantı ile üç yıllık bir proje süresi hedefi ile başlamıştır. Faz I olan tüm veri setinin oluşturulması 27 Ekim 2005'te yayınlamıştır. Bu veri setinin analizleri olan Faz II ise Ekim 2007'de yayınlanmıştır. Faz III'e dair veri seti ise 2009 yılında yayınlanmıştır.
Dayanak
Bazı gen bileşenleri ve çevresel faktörler, diyabet, kanser, kalp krizi, inme, depresyon, astım gibi yaygın hastalıkların oluşum ve gelişiminde ya da bireylerin farmakolojik ajanlara verdiği tepkilerde belirleyici rol oynamaktadır. Bu gibi hastalıklarda etkisi olan genetik faktörleri belirleyebilmek için bir araştırmacı, öncelikle bir kısmı söz konusu hastalığa sahip, bir kısmı ise sahip olmayan bir insan grubunun genetik dizilimini edinir. Daha sonra bu gen dizileri arasındaki farkları incelemeye başlarlar. Fakat bu yöntem, tam gen dizilimi elde etmenin çok yüksek maliyeti nedeniyle uygulanabilir değildir. HapMap projesi benzeri çalışmalara büyük kolaylık getirmiştir.
Herhangi iki insanın DNA dizilimi %99,5'e yakın oranda ortaktır. Bazı insanlar kromozomlarının belli bir alanında A'ya sahip iken, bazıları ise G'ye sahiptir. Böyle bir farklılık içeren bir alan tek nükleotit polimorfizm (SNP) olarak adlandırılır ve bu iki olasılığın her biri bir alel olarak ifade edilir. HapMap projesi sadece yaygın SNP'lerle, yani toplumda karşılaşma olasılığı %1'den büyük olan alellere sahip olan SNP'lere odaklanır.
Her insan, erkeklerdeki cinsiyet kromozomları dısında, tüm kromozomların iki kopyasına sahiptir. Her SNP için, bir insanın sahip olduğu alel kombinasyonları onun genotipini oluşturur. HapMap projesi 269 bireyi örnekleyerek ve tanımlı birkaç milyon SNP'yi inceleyerek bu bireylerin genotiplerini yayınlamıştır.
Tek bir kromozomdaki birbirine yakın SNP'lerin alelleri arasında ilişki olduğu kabul edilir. Buna göre bir bireyin bir SNP'sinin bilinmesi durumunda yakın SNP'lerin alellerini tahmin etmek genellikle mümkündür. Bunun nedeni, her SNP'nin evrimsel tarihçede tek bir nokta mutasyonu olarak ortaya çıkması ve kendisinden önceki tek nokta mutasyonları ile birlikte takipçilerine iletilmesidir.
Birbirine uzak olan SNP'ler arasında ilişki kurmak zordur çünkü, her jenerasyonda iki kromozomun karışması sonucu ortaya yeni kombinasyonlar çıkar. Belli bir kromozomda yer alan birbirini izleyen alel dizileri haplotip olarak anılırlar.
Herhangi bir hastalığa dair genetik etkenleri tespit etmek icin öncelikle genetik dizilimin ilgili olduğu düşünülen bölge belirlenir. Bunun icin daha önceden yapılmış çalışmalardan yararlanılır.
Daha sonra araştırmacı HapMap veri tabanından yararlanarak bu bölgeye ait işaret SNP'lerin hangileri olduğunu tespit eder. Bunlar aynı bölgede yer alan ve birbirleriyle ilişkisi olduğu belirlenmis SNP'lerdir. Bir işaret SNP'sinin alellerinin neler olduğunu biliyor olmamız o bireyin haplotipinin ne olduğunu yüksek bir olasılıkla belirlememize yardımcı olacaktır.
Daha sonra araştırmacı bu işaret SNP'lerinin genotipinin hasta ve sağlıklı ornek gruplarında neler olduğunu tespit eder. Bu iki grubu karşılaştırarak söz konusu hastalığın oluşumunda rol oynayan muhtemel bölgeleri ve haplotiplerin neler olduğunu belirleyebilir.
Seçilen örnek gruplar
Haplotipler, karşılaşma sıklığı değişmekle birlikte, genellikle toplumlar arasında paylaşılırlar. HapMap projesi için dört toplumdan örnek gruplar seçilmiştir. İbadan, Nijerya (YRI)'dan yetişkin ve ebeveynleri ile birlikte 30 trio, kuzey ve batı Avrupalı köklere sahip ABD vatandaşı (CEU) 30 trio, Tokyo, Japonya'dan (JPT) birbiriyle ilişkisi olmayan 44 birey ve Pekin, Çin'den (CHB) Han kökenli birbiriyle ilişkisi olmayan 45 birey incelenmiştir. Bu toplumlardan elde edilen haplotip verileri diğer toplumlar için de yararlı olmakla birlikte, diğer toplumlardan örnek grupların projeye katılmalarının faydaları ek bir çalışma olarak araştırılmaktadır.
Bilimsel strateji
Faz I sürecinde her 5.000 baz için bir yaygın SNP tespit edilmiştir. Toplam bir milyondan fazla SNP belirlenmiştir. 10 ayrı merkez tarafından beş ayrı teknoloji kullanılarak yürütülen çalışmanın kalitesi, karşılaşılması beklenen yaygın SNP'lerin belli aralıklarla, gözlenip gözlenmediği seklinde yapılan dogrulamalarla güvence altına alınmıştır.
2006 yılının Ağustos ayında %40'ından fazlası polimorfik olan toplam on milyondan fazla SNP kaydedilmiştir.
Faz II sürecinde, bunlara ek olarak Perlegen Sciences şirketi tarafından iki milyon ve Affymetrix şirketi tarafından da 500.000 yeni SNP daha veri tabanına eklenmiştir.
Veri erişimi
SNP sıklıkları, genotip ve haplotipler dahil olmak üzere, proje süresince elde edilen tüm veriler halka açık bir web dizinine yerleştirilmiş ve serbestçe indirilmesine olanak tanınmıştır. Tüm bu verilere yaygın olarak kullanılan Haploview yazılımı aracılığı ile de ulaşılabilir.
Yayınlar
International HapMap Consortium. (2003) The International HapMap Project. Nature 426(6968):789-96.
International HapMap Consortium. (2004) Integrating ethics and science in the International HapMap Project. Nat Rev Genet. 5(6):467-75.
International HapMap Consortium. (2005) A haplotype map of the human genome. Nature 437(7063):1299-320.
International HapMap Consortium. (2007) A second generation human haplotype map of over 3.1 million SNPs. Nature 449(7164):851-861.
Deloukas P, Bentley D. (2004) The HapMap project and its application to genetic studies of drug response. Pharmacogenomics J. 4(2):88-90.
Secko, David Phase I of the HapMap Complete The Scientist (October, 2005)
Thorisson GA, Smith AV, Krishnan L, Stein LD. (2005) The International HapMap Project Web site. Genome Res. 15(11):1592-3.
Terwilliger JD and Hiekkalinna T (2006). An utter refutation of the 'Fundamental Theorem of the HapMap' European Journal of Human Genetics 14, 426437