October 1, 1993, to September 30, 1998 (FY 1994-98)Mapping and Sequencing Human Genome
遺伝子マッピング
- 1995年までに2-5cM地図を完成させること。 (地図の解像度の目標は変更しない）
- 迅速なジェノタイピングのための技術を開発する。
- より使いやすいマーカーを開発する。
- 新しいマッピング技術の開発
物理的マッピング
- 100 kbの分解能でヒトゲノムのシーケンスタグサイト（STS）マップを完成させること。 (地図の解像度に関する目標は変更されません。)
DNA Sequencing
- 生物学的関心の高い1～数メガベース領域のDNA配列を決定するための効率的アプローチを開発することです。
- テンプレート調製からデータ解析までの全ステップのシステム統合に焦点を当てた、高スループットシーケンスのための技術を開発する。
- 期間終了までに年間50メガバイトの速度で配列決定ができるよう、配列決定能力を構築する。
遺伝子の同定
- 遺伝子を同定し、物理地図や配列決定したDNA上に既知の遺伝子を配置するための効率的な方法を開発すること。
技術開発
- DNA配列決定のための現行技術の改善と同様に、革新的な技術開発の支援を大幅に拡大し、全体としてヒトゲノムプロジェクトのニーズを満たす。
モデル生物
- 300kb分解能でのマウスゲノムのSTSマップを完成させる。
- Escherichia coli と Saccharomyces cerevisiae のゲノムのシーケンスを 1998 年またはそれ以前に完成させる。
- 1998年までにC. elegansをほぼ完成させることを目標に、Cenorhabditis elegansとDrosophila melanogasterのゲノムのシーケンスを継続する。
- 生物学的に関心の高い領域において、マウスDNAの選択されたセグメントを、対応するヒトDNAと並べて配列決定しています。
- 大規模なゲノムプロジェクトのための効果的なソフトウェアを統合し、配布し、開発を継続する。
- ゲノム情報を比較・解釈するツールの開発を継続する。
倫理的・法的・社会的影響（ELSI）
- 問題の特定と定義を継続し、それに対処するための政策オプションを開発する。
- 広く利用される可能性のある遺伝学的検査サービスに関する政策オプションを開発し、普及させる。
- ヒトの遺伝的変異をより多く受け入れることを促進する。
- 社会文化的・心理的問題に配慮した、一般市民や専門家の教育を強化・拡大する
訓練
- ゲノム研究に関連する学際科学の科学者の訓練を引き続き奨励する。
技術移転
- ゲノム研究センター内外への技術移転を奨励・強化する。
アウトリーチ
- ゲノム材料の流通センターを設立する者と協力し合う。
- 開発から6ヶ月以内にすべての情報・材料を共有する。
米国ヒトゲノムプロジェクト、目標を更新
ゲノム研究における予想外の進歩と、長期目標を達成する方法についてのより洗練された理解により、NIHとDOEのゲノムプロジェクト計画者は当初の5年目標を更新することになりました。 新しい5カ年計画は、10月1日発行のサイエンス誌に、国立ヒトゲノム研究センター長のフランシス・コリンズ氏と、DOEヒトゲノム・プログラム長でDOE保健環境研究局副局長のデヴィッド・ガラス氏が共著で掲載されたものです。
新しい計画では、すでに確立されているカテゴリーの研究目標を拡張し、遺伝子の特定とマッピングのための技術開発に関する特定の新しい目標を追加しています。 また、科学コミュニティにゲノム資料を配布するためのアウトリーチプログラムについても定めています。 この計画はプロジェクトの次の5年間（1998年9月まで）をカバーしていますが、目標は長期的および短期的なニーズに対応するように設計されています。
完全なヒトのDNA配列を得ることは、今でもこのプロジェクトの究極の目標である。 全ゲノム配列決定の価値については議論が続いているが、研究者たちは、小規模の技術では得られなかった遺伝子やその他の生物学的情報を明らかにする上で、DNA配列情報が重要であることを認識している。
新しい目標では、全ゲノムプログラムの資金レベルを、1990年以降のインフレで調整した年間2億ドルと再び仮定しています。 この金額は、最初の目標が策定され実施されたときにも想定されていましたが、予算は一度もこのレベルに達していません。 1994年度（10月1日開始）の米国のゲノムプロジェクト資金は約1億7000万ドルである。
必要な新しい計画 過去3年間の進歩により、詳細なヒト遺伝地図、ヒトおよびモデル生物ゲノムの改良された物理地図、DNA配列決定および情報科学技術の開発、および遺伝情報の利用拡大に関する主要な倫理・法律・社会問題（ELSI）の特定によって、当初の目標に十分手が届くようになっています。 最初の5カ年計画の期限は1995年9月までだったが、「ゲノム研究の進歩は、すでに研究のあり方を変えてしまった」とコリンズ氏は言う。 「プログラムが野心的で最先端であることを確実にするために、これらの進歩を現在の研究目標に組み込む必要があります」
ゲノム計画はすでに生物医学研究に大きな影響を及ぼしています。 過去数年間だけでも、プロジェクトの研究者によって作成された地図は、メンケス症候群、X 連鎖性免疫疾患であるアンマグロブリン血症、ハンチントン病、筋緊張性ジストロフィー、脆弱 X 症候群、神経線維腫症タイプ 1 および 2 など、多数の遺伝子疾患と関連する遺伝子を見つけるのに役立っています。
新しい目標の策定 新しい目標を策定するにあたり、NIH-DOE のワーキンググループは、科学者、関心を持つその他の学者、およびヒトゲノム計画以外の多くの人を含む一般市民の代表者に助言を求めました。 (これらの会議の報告書は、HGMISおよびNCHGRのOffice of Communicationsから入手できます。連絡先
HGMIS, ORNL, 1060 Commerce Park, MS6480, Oak Ridge, TN 37831;
NCHGR, Bethesda, MD 20892; 301/402-0911, Fax: -4570）
計画はNIH ヒトゲノム研究に関する国家諮問評議会とDOE 健康・環境研究諮問委員会に提示・承認されています。
以下は、具体的な新しい目標の根底にある一般的な見解である。
技術開発。 これは、特に大規模なDNA配列決定の分野において、将来のプログラムの成功に不可欠であり続けるだろう。 研究戦略に影響を与える成果としては、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）でアッセイ可能な新しいタイプの遺伝マーカー（すなわちマイクロサテライト）、大きなDNA断片をクローニングするための改良されたベクターシステム、クローンを物理地図に組み立てるための方法、共通の物理地図実体としてシーケンスタグサイト（STS）の使用、DNAシーケンス技術および自動化の改良が挙げられる。 これらの努力は、これまでのゲノム解析の基本単位である1本の染色体よりも大きい領域と小さい領域の両方に焦点を当てる必要がある。 (平均的な」ヒトの染色体は約150Mbである）全ゲノムの低解像度マップの作成は、PCRやロボットの開発により、現在実現可能である。 また、より小さなDNA領域（1〜数メガベース）の詳細なマッピングにもますます注意が払われる必要がある。 この計画では、100万塩基は詳細な解析のための野心的な次元であり、従来の遺伝学と大規模なゲノミクス研究の間の「有用な橋渡し」であると同時に、より大きな領域に適用できる方法を開発するための「革新の基盤」となると述べている。
1993年10月1日から1998年9月30日までの期間に関する具体的な目標は、HGN 5(4):2の「5年間の目標」という論文に記されています。
遺伝地図。 研究者たちは、最初の5カ年計画で指定された遺伝地図が予定通りに完成すると期待しているが、専門家ではない人たちによる家族の迅速なタイピングと、複雑な遺伝病の研究者による多数の個人の同時マルチマーカー検査を可能にするための技術的改善が必要である。 また、自動化された多型マーカーのスクリーニングや、標準的な多型マーカーに基づかない新しい遺伝子マッピング戦略も必要です。 STSに基づく、平均解像度約300kbのヒトゲノムの物理地図は、2～3年以内に完成する予定である。 この程度の分解能では遺伝子地図作成者やシーケンサーにとって十分に有用でないため、計画では100kb間隔でマーカーを配置することになっている。
遺伝子の発見とDNA配列決定を促進するために、より高解像度の地図の構築と配列決定技術の開発と密接に関連したクローニングシステムのための新しいアプローチが必要である。 また、安定性とキメラ性に関してクローンライブラリーを改善し、その利用しやすさを向上させることも推奨されています。
DNA配列決定。 配列決定コストは1996年の当初の目標である$0.50/bpを達成するものの、プランナーは、2005年までにヒトゲノム全体の配列を決定できるような十分な配列決定率の配列決定技術を開発するには、年間1億ドルが必要であると見積もっています。 また、さらなるコスト削減と配列の正確さを評価する能力の向上も重要である。 この計画では、大規模な配列決定に取り組むグループの数を増やし、従来のゲルベースのアプローチを改善し、革新的な新手法を開発することを推奨しています。 マッピングの進展と技術の改善により、プロジェクト計画者は現在、遺伝子識別技術の開発を新たな目標として指定することができるようになりました。 ヒトとモデル生物両方のゲノムの地図と配列が急速に増加している中で、遺伝子を組み込むことにより、これらのリソースが人間の健康への影響を研究する研究者にとってより有用なものとなるでしょう。 ヒトゲノム・プロジェクトで研究されていないゲノムの配列を決定する基礎科学研究所に拡張・輸出可能な、重要な新技術、特に自動化とロボット工学の開発における協力が奨励される
モデル生物。 マウス遺伝地図、ショウジョウバエ物理地図、および大腸菌、Sacharomyces cerevisiae、線虫の DNA 配列決定については、当初の目標をおそらく上回ることになるであろう。 優先順位としては、マウス地図の完成と特定のモデル生物の配列決定がある。 多くの進展があったが、膨大な量のデータを収集、整理、解釈するための、利用しやすく使いやすいツールのさらなる開発が、プロジェクトの成功にとって引き続き重要である。 主な将来の目標は、データ管理、分析、配布です。
ELSI。 ELSIの議論は、ゲノム研究とそれが生み出すデータの利用の両方に関連付けられている。 この使用に関する初期の政策オプションは、社会に最も直接的な影響を与える可能性のある4つの分野（プライバシー、公正さ、臨床応用、専門家および公教育）について策定されています。
政策立案者は、一般的な条件に対する広範な遺伝子検査が一般市民に与える影響の増大を予期した政策を準備する際に、文化的およびその他の社会的影響を考慮しなければなりません。 また、スティグマや差別を防ぐために、あらゆるレベルで一般市民や専門家の教育を強化するとともに、政策オプションの策定に関係する個人や団体が積極的に関与することが推奨・奨励されています。
トレーニング。 ゲノムセンターの増加により、ゲノム研究のための科学者の学際的なトレーニングの必要性を満たすため、より質の高いトレーニングプログラムが確立されることが期待される。
技術移転。 ゲノム研究の応用を開発するために、すでに多くの新しい企業が設立されており、政府出資のゲノム研究者と民間企業との協力関係も増えている。 この計画では、産業界とのさらなる協力を奨励しているが、利益相反を避けるために注意が必要であるとしている。 他分野からゲノムセンターへの技術移転も行わなければならない。
アウトリーチ。 民間企業がゲノム材料の流通センターを設立し、科学界の進化するニーズに迅速に対応することが奨励されている（場合によってはシード資金を提供）。
国際協力
新しいDOE-NH5ヵ年計画では、ヒトゲノム・プロジェクトを特徴づけ、その成功に大きな役割を果たした「国際協力と共有の精神」を評価しています。
ヒトゲノム機関は、協力を促し染色体地図の完成を早めるために染色体ワークショップを組織し、国際研究努力を調整したことが評価されています
注目すべき国際共同研究。
- 線虫の塩基配列決定プロジェクト（米国と英国）。
- Chromosome 16 physical mapping project（ロスアラモス国立研究所、オーストラリア）。
- 第21染色体高解像度物理地図（ローレンス・リバモア国立研究所、日本）。
- ヒト遺伝子地図（NIHおよびCentre d’Etude du Polymorphisme Humain）。
- Whole-genome approach to a human physical map (Whitehead Institute and Genethon).