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ヒトゲノムプロジェクト（HGP）は、ヒトDNAを構成する塩基対を決定し 、物理的および機能的な観点からヒトゲノムのすべての 遺伝子を特定、マッピング、およびシーケンスすることを目的とした国際的な科学研究プロジェクトでした。1990年に開始され、2003年に完了しました。[ 1 ]これは世界最大の共同生物学プロジェクトでした。[ 2 ]プロジェクトの計画は1984年に米国政府によって開始され、1990年に正式に開始されました。2003年4月14日に完了が宣言され、ゲノムの約92%が含まれていました。[ 3 ]「完全なゲノム」レベルは2021年5月に達成され、潜在的な問題でカバーされている塩基はわずか0.3%でした。[ 4 ] [ 5 ] 22本の常染色体とX染色体を含むギャップのない完全な配列は2022年1月に公開され、これが最初の完全なヒトゲノム配列となった。[ 6 ] [ 7 ] Y染色体の完全な配列は、その高度に反復的な性質による配列決定とアセンブリの課題のため、2023年8月にようやく公開された。[ 8 ] [ 9 ]
資金は、米国政府の国立衛生研究所（NIH）および世界中の多数のグループから提供された。政府とは別に、 1998年に正式に設立されたセレラ・コーポレーション（セレラ・ゲノミクス）によって並行プロジェクトが実施された。政府が後援するシーケンスのほとんどは、国際ヒトゲノムシーケンスコンソーシアム（IHGSC）で活動する米国、英国、日本、フランス、ドイツ、中国の20の大学および研究センターで実施された[ 10 ]。
ヒトゲノム計画は当初、30億個以上あるヒト半数体参照ゲノムに含まれるヌクレオチドの全セットをマッピングすることを目的としていました。個々のゲノムはそれぞれ固有のものであり、ヒトゲノムのマッピングには、少数の個人から採取したサンプルをシーケンスし、シーケンスされた断片を組み立てて、23対のヒト染色体（22対の常染色体と1対の性染色体、すなわちアロソーム）それぞれの完全な配列を取得することが含まれていました。したがって、完成したヒトゲノムはモザイク状であり、特定の個人を代表するものではありません。この計画の有用性の多くは、ヒトゲノムの大部分がすべてのヒトで同じであるという事実に基づいています。
ヒトゲノムプロジェクトは、13年以内にヒトの真性染色質ゲノム全体のDNA配列を決定することを目的として1990年に開始された、13年間にわたる公的資金によるプロジェクトでした。 [ 11 ] [ 12 ]遺伝する遺伝子のセットが、疾患遺伝子を染色体領域にマッピングするという概念を予測するという考えは、ロナルド・フィッシャーの研究に由来し、彼の研究は後にこのプロジェクトを開始したことでも知られています。[ 13 ] 1977年、ウォルター・ギルバート、フレデリック・サンガー、ポール・バーグは、これらのDNA配列決定法を発明しました。[ 14 ] [ 15 ]
1985 年 5 月、ロバート L. シンシャイマーはカリフォルニア大学サンタクルーズ校でワークショップを開催し、遺伝子配列決定技術を用いて体系的な参照ゲノムを構築する実現可能性について議論した。 [ 16 ]ギルバートはワークショップからの帰りの飛行機の中で、後にヒトゲノム研究所と呼ばれることになるものの最初の計画を書いた。[ 17 ] 1986 年 3 月、エネルギー省保健環境研究局 (OHER)のチャールズ デリシとデビッド スミスによってサンタフェ ワークショップが開催された。 [ 18 ]同時に、ソーク生物学研究所の所長であるレナート ダルベッコは、サイエンス誌のエッセイで全ゲノム配列決定の概念を初めて提案した。[ 19 ]「がん研究の転換点：ヒトゲノムの配列決定」と題されたこの発表論文は、当初の提案である配列を用いて乳がんの遺伝的基盤を理解するという提案を短縮したものである。[ 20 ] 1950年代にDNAの二重らせん構造を発見した一人であるジェームズ・ワトソンは、2か月後にコールド・スプリング・ハーバー研究所でワークショップを開催した。このように、参照配列を取得するというアイデアは、シンシャイマー、ダルベッコ、デリシの3つの独立した起源から生まれた。最終的に、プロジェクトを開始したのはデリシの行動であった。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]
サンタフェワークショップが連邦機関によって動機づけられ、支援されたという事実は、困難で曲がりくねった道ではあったものの、このアイデアを米国で公共政策に転換する道を開きました。[ 25 ]当時 OHER のディレクターであったチャールズ・デリシは、エネルギー研究担当次官補のアルビン・トリベルピース宛てのメモで、このプロジェクトの大まかな計画を概説しました。[ 26 ]これにより、OHER が 1986 年にプロジェクトを開始し、レーガン大統領の 1988 年の予算案に盛り込まれ、最終的に議会で承認された HGP の最初の項目を推奨することを可能にする、長く複雑な一連の出来事が始まりました。 [ 25 ]議会の承認において特に重要だったのは、デリシが親交のあったニューメキシコ州選出のピート・ドメニチ上院議員の働きかけでした。 [ 27 ] ドメニチは、エネルギー省の予算プロセスにおいて重要な役割を果たす上院エネルギー天然資源委員会と予算委員会の委員長を務めていました。議会はNIHの予算に同額を追加し、これにより両機関による正式な資金提供が開始された。
トリベルピースは、ウィリアム・フリン・マーティン副長官からデリシの提案の承認を求め、承認を得た。この図表[ 28 ]は、1986年春にトリベルピースがマーティンとジョセフ・サルガド次官に、ジョン・S・ヘリントン の承認を得て400万ドルを転用してプロジェクトを開始する意向を説明するために使用された。[ 29 ]この転用により、レーガン政権の1987年度予算案に1300万ドルの項目別予算が計上され、議会に提出された。 [ 18 ]その後、両院を通過した。プロジェクトは15年以内に完了する予定だった。[ 30 ]
1990 年、主要な資金提供機関である DOE と国立衛生研究所は、計画を調整し、プロジェクトの開始時期を 1990 年に設定する覚書を作成しました。[ 31 ]当時、デビッド J. ガラスは、米国エネルギー省科学局の名称変更された「生物環境研究室」のディレクターであり、ジェームズ ワトソンはNIH ゲノム プログラムの責任者でした。1993 年、アリスティデス パトリノスがガラスの後任となり、フランシス コリンズがワトソンの後任となり、NIH 国立ヒトゲノム研究センター (後に国立ヒトゲノム研究所となる) のディレクターとしてプロジェクト全体の責任者の役割を引き継ぎました。ゲノムの作業ドラフトは 2000 年に発表され、それを記述した論文は 2001 年 2 月に発表されました。より完全なドラフトは 2003 年に発表され、ゲノムの「仕上げ」作業はその後 10 年以上続きました。
30億ドル のプロジェクトは、1990年に米国エネルギー省と国立衛生研究所によって正式に設立され、15年かかると予想されていました。[ 32 ]国際コンソーシアムには、米国に加えて、英国、フランス、オーストラリア、中国の遺伝学者、その他無数の自然発生的な関係が含まれていました。 [ 33 ]プロジェクトの費用は予想よりも少なく、約27 億ドル（2021年の約50億ドルに相当 ）でした。[ 10 ] [ 34 ] [ 35 ]ゲノムの大部分は2年間でマッピングされました。[ 36 ]
このプロジェクトを可能にしたのは、遺伝子マッピングとDNAシーケンスという2つの技術でした。制限酵素断片長多型（RFLP）による遺伝子マッピング技術は、1974年に始まったユタ大学のマーク・スコルニックによる乳がん遺伝子の位置の探索から生まれました。[ 37 ] [ 38 ]遺伝子の連鎖マーカーを見つけたレイ・ホワイトとロン・デイビスは、デビッド・ボットスタインと共同で、ヒトゲノムの遺伝子連鎖地図を作成する方法を考案しました。これにより、科学者たちはより大規模なヒトゲノムプロジェクトを開始することができました。[ 39 ]
広範な国際協力とゲノミクス分野（特に配列解析）の進歩、および並行したコンピュータ技術の進歩により、ゲノムの「ラフドラフト」が2000年に完成しました（2000年6月26日に米国大統領ビル・クリントンと英国首相トニー・ブレアによって共同で発表されました）。[ 40 ] [ 41 ]この最初に入手可能なゲノムのラフドラフトアセンブリは、カリフォルニア大学サンタクルーズ校のゲノムバイオインフォマティクスグループによって完成され、当時大学院生だったジム・ケントと彼の指導教官であるデビッド・ハウスラーが主に主導しました。[ 42 ]継続的なシーケンスにより、ほぼ完全なゲノムが計画より2年早い2003年4月14日に発表されました。[ 43 ] [ 44 ] 2006年5月、最後の染色体の配列がNatureに掲載され、プロジェクト完了への道のりで別のマイルストーンが達成されました。[ 45 ]
特筆すべきは、このプロジェクトではヒト細胞に存在するすべてのDNAの配列を決定できなかったことである。むしろ、ヒトゲノムの92.1%を占める核ゲノムのユークロマチン領域のみの配列を決定することが目的であった。残りの7.9%は、セントロメアやテロメアなどに見られる散在するヘテロクロマチン領域に存在する。これらの領域は、その性質上、配列決定が一般的に困難であるため、プロジェクトの当初の計画には含まれていなかった。[ 46 ]
ヒトゲノムプロジェクト（HGP）は2003年4月に完了したと宣言されました。ヒトゲノムの最初のラフドラフトは2000年6月に利用可能になり、2001年2月までに作業ドラフトが完成して公開され、その後2003年4月14日にヒトゲノムの最終的なシーケンスマッピングが行われました。これは、99.99%の精度で真性染色質ヒトゲノムの99%をカバーすると報告されましたが、2004年5月27日に発表されたヒトゲノム配列の主要な品質評価では、サンプリングの92%以上が99.99%の精度を超えており、これは意図した目標の範囲内であることが示されました。[ 47 ]
2009年3月、ゲノム参照コンソーシアム（GRC）はヒトゲノムのより正確なバージョンを公開したが、それでも300以上のギャップが残っていた[ 48 ]。 2015年時点でも160のギャップが残っていた[ 49 ]。
2020 年 5 月には GRC が 79 の「未解決」ギャップを報告し[ 50 ] 、これはヒトゲノムの最大 5% を占めていましたが[ 51 ] 、数か月後には、新しい長距離シーケンス技術と、各染色体の両方の複製が同一である胞状奇胎由来の細胞株の適用により、ヒト染色体X 染色体のテロメアからテロメアまでの真に完全な配列が初めて得られました[ 52 ]。同様に、数か月後にはヒト常染色体 8の端から端までの完全な配列が得られました[ 53 ] 。
2022年4月、テロメア・トゥ・テロメア（T2T ）コンソーシアムは、 Y染色体以外の染色体の完全な配列を発表し、HGPで配列決定されていなかったヒトゲノムの8%を強調した。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] T2Tコンソーシアムは、新たに完成したゲノム配列[ 58 ]をリファレンスとして使用し、200万を超える追加のゲノム変異を特定した。[ 59 ] 2023年8月、Rhieらは、これまで欠落していたY染色体の領域の配列決定に成功し、24本のヒト染色体すべての完全な配列決定を達成したと報告した。[ 60 ] [ 61 ] Y染色体は、約3000万塩基対を占める反復配列の割合が非常に高く、染色体全長のおよそ半分に相当するため、完全に配列決定された最後の染色体となった。[ 62 ]
ヒトゲノムの配列決定は、分子医学から人類の進化まで、多くの分野に恩恵をもたらします。ヒトゲノムプロジェクトは、DNAの配列決定を通じて、研究者が以下のような疾患を理解するのに役立ちます。特定のウイルスの遺伝子型判定による適切な治療の指示、さまざまな形態の癌に関連する変異の特定、医薬品の設計と効果のより正確な予測、法医学応用科学の進歩、 バイオ燃料およびその他のエネルギー応用、農業、畜産、バイオプロセス、リスク評価、 生物考古学、人類学、進化。DNAの配列は、インターネット上で誰でもアクセスできるデータベースに保存されています。米国国立生物工学情報センター（およびヨーロッパと日本の姉妹組織）は、 GenBankとして知られるデータベースに、既知および仮説上の遺伝子とタンパク質の配列とともに、遺伝子配列を保管しています。カリフォルニア大学サンタクルーズ校のUCSCゲノムブラウザ[ 63 ]やEnsembl [ 64 ]などの他の組織は、追加のデータと注釈、およびそれを視覚化および検索するための強力なツールを提供しています。データ自体をそのようなプログラムなしで解釈することは困難であるため、データを分析するためのコンピュータプログラムが開発されています。一般的に、ゲノムシーケンス技術の進歩は、集積回路が指数関数的に複雑化できることを示すコンピュータサイエンスの概念であるムーアの法則に従っています[ 65 ] 。これは、ヒトゲノムプロジェクトの開発中に見られたように、全ゲノムをシーケンスできる速度が同様の速度で増加する可能性があることを意味します。2023年までに、ゲノムをシーケンスする速度の記録は約5時間でしたが、多くの場合、数週間かかります[ 36 ] 。
生のDNA配列中の遺伝子とその他の特徴との境界を特定するプロセスはゲノムアノテーションと呼ばれ、バイオインフォマティクスの領域に属します。熟練した生物学者が最高のアノテーターとなりますが、彼らの作業はゆっくりと進むため、ゲノムシーケンスプロジェクトのハイスループット要求を満たすためにコンピュータプログラムがますます使用されるようになっています。2008年から、細胞内のメッセンジャーRNAを直接シーケンスできるRNA-seqと呼ばれる新しい技術が導入されました。これにより、DNA配列の固有の特性に依存していた従来のアノテーション方法が、はるかに正確な直接測定に置き換えられました。今日、ヒトゲノムやその他のゲノムのアノテーションは、主にRNA-seqを使用してすべてのヒト組織の転写産物をディープシーケンスすることに依存しています。これらの実験により、90%以上の遺伝子には少なくとも1つ、通常は複数の代替スプライスバリアントが含まれており、エクソンが異なる方法で組み合わされて同じ遺伝子座から2つ以上の遺伝子産物が生成されていることが明らかになりました。[ 66 ]
HGPによって公開されたゲノムは、すべての個人のゲノム配列を表しているわけではありません。それは、アフリカ、ヨーロッパ、東アジアの祖先を持つ少数の匿名のドナーのゲノムを組み合わせたモザイクです。HGPゲノムは、個人間の違いを特定するための将来の研究の足がかりとなります。その後のプロジェクトでは、複数の異なる民族グループのゲノムがシーケンスされましたが、2019年現在、まだ「参照ゲノム」は1つしかありません。[ 67 ]
ドラフト版（2001年）および完全版（2004年）ゲノム配列の主な発見事項は以下のとおりです。
ヒトゲノムは約31 億塩基対から構成されている。[ 74 ]ヒトゲノムプロジェクトは、ヒトの遺伝情報セットに含まれるすべての塩基対の配列決定と特定、疾患の遺伝的原因の発見、そして治療法の開発を目的として1990年に開始された。これは巨大プロジェクトとみなされている。
ゲノムは、長さ約 150,000塩基対の小さな断片に分割されました。[ 75 ]これらの断片は、遺伝子操作された細菌染色体から派生した「細菌人工染色体」または BACと呼ばれるタイプのベクターに連結されました。遺伝子を含むベクターは細菌に挿入され、細菌のDNA 複製機構によってコピーされます。これらの断片はそれぞれ、小さな「ショットガン」プロジェクトとして個別にシーケンスされ、その後組み立てられました。より大きな 150,000 塩基対が組み合わさって染色体が作成されます。これは、ゲノムが最初に比較的大きなチャンクに分割され、次に染色体にマッピングされてからシーケンスのために選択されるため、「階層的ショットガン」アプローチとして知られています。 [ 76 ] [ 77 ]
資金は、米国国立衛生研究所を通じた米国政府、英国の慈善団体であるウェルカム・トラスト、および世界中の多数の他のグループから提供された。この資金は、ホワイトヘッド研究所、ウェルカム・ゲノム・キャンパスにあるウェルカム・サンガー研究所（当時はサンガー・センターと呼ばれていた） 、セントルイスのワシントン大学、ベイラー医科大学など、多数の大規模なシーケンスセンターを支援した。[ 32 ] [ 78 ]
国連教育科学文化機関（UNESCO）は、発展途上国がヒトゲノム計画に参加するための重要な経路として機能した。[ 79 ]
1998年、同様の民間資金による研究が、アメリカの研究者クレイグ・ベンターと彼の会社セララ・ゲノミクスによって開始された。ベンターは、プロジェクトが開始された1990年代初頭にNIHの科学者であった。3億ドルのセララの取り組みは、約30億ドルの公的資金 によるプロジェクトよりも速いペースで、費用のほんの一部で進めることを目的としていた。セララのプロジェクトはヒトゲノムの生産シーケンスとアセンブリに力を注いだが、公的HGPは線虫、ショウジョウバエ、酵母のゲノムのマッピングとシーケンス、データベースの資金提供、新技術の開発、バイオインフォマティクスと倫理プログラムの支援、ゲノムアセンブリの磨き上げと評価にも資金を提供した。[ 80 ]セララと公的アプローチの両方が、生産シーケンスの取り組みに約2億5000万ドルを費やした。[ 81 ]配列アセンブリのために、CeleraはGenBankで公開されているマップを利用した。これはCeleraが生成できるものであったが、その利用可能性は民間資金によるプロジェクトにとって「有益」であった。[ 70 ]
セララ社は、ペアワイズエンドシーケンシングを採用した全ゲノムショットガンシーケンシングと呼ばれる技術を使用しました[ 82 ]。この技術は、最大600万塩基対の長さの細菌ゲノムの配列決定に使用されていましたが、30億塩基対のヒトゲノムほど大きなものには使用されませんでした。
セララは当初、「200～300個」の遺伝子のみに特許保護を求めると発表したが、後にこれを修正し、「完全に特徴付けられた重要な構造」100～300個の標的に「知的財産保護」を求めるとした。同社は最終的に、6,500個の全体または部分的な遺伝子について予備的な（「プレースホルダー」）特許出願を行った。セララはまた、1996年の「バミューダ声明」の条項に従って、毎年新しいデータを公開することで研究結果を公表することを約束した（HGPは毎日新しいデータを公開していた）。ただし、公的資金によるプロジェクトとは異なり、データの自由な再配布や科学的利用は許可しないとした。このため、公的資金による競合企業は、セララよりも先にヒトゲノムの最初のドラフトを公開せざるを得なかった。2000年7月7日、UCSCゲノムバイオインフォマティクスグループは、最初の作業ドラフトをウェブ上で公開した。科学コミュニティは、 UCSCゲノムサーバーから無料かつ無制限のアクセスが開始されてから最初の24時間で約500GBの情報をダウンロードした。[ 83 ]
2000年3月、ビル・クリントン大統領はトニー・ブレア首相と共同声明を発表し、ゲノム配列の研究を希望するすべての研究者がゲノム配列に「制約なくアクセスできる」べきだと主張した。[ 84 ] この声明によりセララの株価は急落し、バイオテクノロジー関連銘柄が集中するナスダックも下落した。バイオテクノロジーセクターは2日間で時価総額 約500億ドルを失った。
作業ドラフトは2000年6月に発表されたものの、CeleraとHGPの科学者がドラフトの詳細を発表したのは2001年2月になってからだった。Natureの特集号（公的資金によるプロジェクトの科学論文を掲載した）[ 70 ]では、ドラフト配列の作成に使用された方法が説明され、配列の分析が提供された。これらのドラフトはゲノムの約83%をカバーしていた（ユークロマチン領域の90%と15万のギャップ、そしてまだ確立されていない多くのセグメントの順序と向き）。2001年2月、共同発表の時点で、プレスリリースは両グループによってプロジェクトが完了したことを発表した。改良されたドラフトは2003年と2005年に発表され、現在では配列の約92%を埋めている。[ 85 ]
国際ヒトゲノムシーケンスコンソーシアム（IHGSC）の公共部門HGPでは、研究者らは多数のドナーから血液（女性）または精子（男性）のサンプルを収集した。収集された多数のサンプルのうち、ごく一部のみがDNAリソースとして処理された。そのため、ドナーの身元は保護され、ドナーも科学者も誰のDNAがシーケンスされたのかを知ることができなかった。プロジェクト全体では、さまざまなライブラリから採取されたDNAクローンが使用され、それらのライブラリのほとんどはPieter J. de Jongによって作成された。公共HGPによって作成された参照ゲノムの配列の大部分（70%以上）は、ニューヨーク州バッファローの匿名の男性ドナー1人（コードネームRP11、"RP"はロズウェルパーク総合がんセンターを指す）から得られたものである。[ 86 ] [ 87 ]
HGPの研究者たちは、男性2名と女性2名（それぞれ20名ずつから無作為に選出）の血液から採取した白血球を使用し、各ドナーから個別のDNAライブラリーを作成した。品質上の理由から、これらのライブラリーのうち1つ（RP11）が他のライブラリーよりもかなり多く使用された。技術的な問題として、男性サンプルには、女性サンプル（ X染色体2本を含む）に比べて、性染色体（X染色体1本とY染色体1本）由来のDNAが半分強しか含まれていない。残りの22本の染色体（常染色体）は男女ともに同じである。
HGPの主要なシーケンス段階は完了しましたが、DNA変異の研究は国際ハップマッププロジェクトで継続され、その目的は一塩基多型（SNP）グループ（ハプロタイプ、または「ハップ」と呼ばれる）のパターンを特定することでした。ハップマップのDNAサンプルは、ナイジェリアのイバダンに住むヨルバ族、東京に住む日本人、北京に住む漢民族、そして西欧および北欧に祖先を持つ米国在住者からなるフランスのヒト多型研究センター（CEPH）のリソース、合計270人から提供されました。
セララ・ゲノミクスの民間プロジェクトでは、5人の異なる個人のDNAがシーケンスに使用されました。当時セララ・ゲノミクスの主任科学者であったクレイグ・ベンターは、後に（サイエンス誌への公開書簡で）自分のDNAがプールされた21のサンプルのうちの1つであり、そのうち5つが使用のために選ばれたことを認めました。[ 88 ] [ 89 ]
配列が判明したので、次のステップは、癌や糖尿病などの一般的な疾患のリスクを高める遺伝子変異を特定することでした。[ 31 ] [ 75 ]
ヒトゲノムの詳細な知識は、医学とバイオテクノロジーの進歩に新たな道を開くと期待されている。このプロジェクトの明確な実用的成果は、作業が完了する前から現れていた。例えば、Myriad Geneticsなどの多くの企業が、乳がん、止血障害、嚢胞性線維症、肝疾患など、さまざまな病気への素因を示す遺伝子検査を簡単に実施する方法を提供し始めた。また、がん、アルツハイマー病、その他の臨床的に関心のある分野の病因は、ゲノム情報から恩恵を受ける可能性が高く、長期的にはそれらの管理における大きな進歩につながる可能性があると考えられている。[ 90 ] [ 91 ]
生物学者にとっても多くの具体的な利点があります。たとえば、ある特定のがんを研究している研究者が、特定の遺伝子に絞り込んだとします。インターネット上のヒトゲノムデータベースにアクセスすることで、この研究者は、その遺伝子について他の科学者が書いた情報を調べることができます。これには、（場合によっては）その産物の三次元構造、その機能、他のヒト遺伝子、あるいはマウス、酵母、ショウジョウバエの遺伝子との進化上の関係、起こりうる有害な突然変異、他の遺伝子との相互作用、この遺伝子が活性化される体組織、この遺伝子または他のデータタイプに関連する疾患などが含まれます。さらに、分子生物学レベルでの疾患プロセスのより深い理解は、新しい治療法を決定する可能性があります。分子生物学におけるDNAの重要性と、細胞プロセスの基本的な動作を決定する上でのその中心的な役割が確立されていることを考えると、この分野の知識の拡大は、DNAなしでは不可能だったかもしれない多くの臨床的に関心のある分野での医学的進歩を促進する可能性が高いです。[ 92 ]
異なる生物のDNA配列間の類似性の分析は、進化の研究に新たな道を開くものでもある。多くの場合、進化に関する疑問は分子生物学の観点から捉えることができる。実際、多くの主要な進化上の節目（リボソームと細胞小器官の出現、体構造を持つ胚の発生、脊椎動物の免疫系）は分子レベルと関連付けることができる。このプロジェクトのデータによって、人間と最も近縁な動物（霊長類、そして他の哺乳類）との類似点と相違点に関する多くの疑問が解明されると期待されている。[ 90 ] [ 93 ]
このプロジェクトは、農業などの他の分野におけるゲノム研究に刺激を与え、その道を開きました。たとえば、世界で最も一般的に使用されているパン用小麦であるTritium aestivumの遺伝子構成を研究することで、栽培化が植物の進化にどのように影響を与えたかについて大きな洞察が得られました。 [ 94 ]どの遺伝子座が操作に最も影響を受けやすく、それが進化の観点からどのように展開するかが調査されています。遺伝子配列決定により、特定の遺伝子座を野生種と栽培種の植物で比較できるため、これらの疑問に初めて取り組むことが可能になりました。これにより、将来的に遺伝子改変の進歩が可能になり、とりわけ、より健康で病気に強い小麦作物が生まれる可能性があります。
このプロジェクトは、研究者が個々の遺伝子を単独で分析するのではなく、遺伝子とタンパク質のネットワークを分析するシステム生物学の出現も促進しました。この文脈において、アントン・ユリエフを含む科学者たちは、ゲノムデータと既知の生物学的相互作用を統合する計算モデルと経路分析ツールの開発に貢献してきました。このような研究は、制御ネットワーク、シグナル伝達経路、および潜在的な薬剤標的の特定を支援してきました。[ 95 ]
ヒトゲノム計画の開始時に、ヒトゲノムに関する知識の増加が人々を差別するためにどのように利用されるかに関して、倫理的、法的、社会的な懸念がいくつか提起されました。ほとんどの個人の主な懸念の1つは、雇用主と健康保険会社の両方が、個人の遺伝子によって示される健康上の懸念のために、個人を雇用することを拒否したり、人々に保険を提供することを拒否したりするのではないかという恐れでした。[ 96 ] 1996年、米国は、患者に医療サービスを提供することに積極的に関与していない組織への個人識別可能な健康情報の無許可かつ非同意の開示から保護する医療保険の携行性と説明責任に関する法律（HIPAA）を可決しました。 [ 97 ]
ヒトゲノム計画は、ヒトゲノムに含まれる約20,000～25,000個の遺伝子（計画開始時には80,000～140,000個と推定されていた）をすべて特定することに加え、計画開始によって生じた倫理的、法的、社会的な問題にも対処しようとした。[ 98 ]そのため、1990年に倫理的、法的、社会的な影響（ELSI）プログラムが設立された。年間予算の5%が、計画から生じるELSIに対処するために割り当てられた。[ 32 ] [ 99 ]この予算は 1990年には約157万ドルだったが、 2014年には約1,800万ドルに増加した。 [ 100 ] ELSIプログラムは、科学政策における斬新なイノベーションであり、ゲノミクスをはるかに超えた批判と模倣の両方を引き起こした。[ 101 ]
このプロジェクトは医学や科学研究に大きな利益をもたらす可能性がある一方で、ヒトゲノムのマッピングがもたらす可能性のある社会的影響に対処する必要性を強調する著者もいる。科学史家のハンス＝イェルク・ラインベルガーは、「病気を『分子化』し、その治療が可能になるという見通しは、患者が医療援助に期待するもの、そして新世代の医師の病気に対する認識に大きな影響を与えるだろう」と述べている。[ 102 ]スティーブン・ヒルガートナーはゲノムプロジェクトに関する社会学的研究を行い、ゲノムプロジェクトは新たな「知識統制体制」を作り出すことで、科学情報を管理する新たな方法を生み出したと主張している。[ 103 ]
2024年7月、 Undark Magazine [ 104 ]がSTAT News [ 105 ]と共同で発表した調査により、ヒトゲノム計画を主導する科学者によるいくつかの倫理違反が初めて明らかになった。その中でも特に問題なのは、参加した20人の匿名ドナーそれぞれに提供された同意書に、1人のドナーのDNAの10%以上は使用されないと明記されていたにもかかわらず、参照ゲノムの構築に1人のドナーのDNAの約75%が使用されたことである。参照ゲノムの約10%は、プロジェクトの主任科学者の1人であるピーター・デ・ヨングのものであった。[ 104 ]
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