TIGR et Celera Genomics
Venter a quitté le NIH en 1992 et, avec le soutien de la société à but lucratif Human Genome Sciences, à Gaithersburg, Md, a créé un bras de recherche, The Institute for Genomic Research (TIGR). Au sein de cet institut, une équipe dirigée par la microbiologiste américaine Claire Fraser, la première épouse de Venter, a séquencé le génome du micro-organisme Mycoplasma genitalium.
En 1995, en collaboration avec le généticien moléculaire américain Hamilton Smith de l’Université Johns Hopkins, à Baltimore, Md, Venter a déterminé la séquence génomique de Haemophilus influenzae, une bactérie qui provoque des otites et des méningites chez l’homme. Cette réalisation marquait la première fois que la séquence complète d’un organisme vivant libre avait été déchiffrée, et elle a été accomplie en moins d’un an.
En 1998, Venter a fondé Celera Genomics et a commencé à séquencer le génome humain. Celera s’est appuyé sur le séquençage « shotgun » du génome entier, une technique de séquençage rapide que Venter avait développée lorsqu’il était au TIGR. Cette technique est utilisée pour décoder de petites sections d’ADN (d’environ 2 000 à 10 000 paires de bases) du génome d’un organisme. Ces sections sont ensuite assemblées en une séquence génomique complète. Cela contraste avec les anciennes techniques de séquençage du génome, dans lesquelles une carte physique du génome d’un organisme est générée en ordonnant des segments de chromosomes avant de commencer le séquençage ; le séquençage implique ensuite l’analyse de longues sections d’ADN de 150 000 pb. Celera a commencé à décoder le génome humain à un rythme plus rapide que le HGP, géré par le gouvernement. Les travaux de Venter ont d’abord été considérés avec scepticisme par le groupe HGP financé par les NIH et dirigé par le généticien Francis Collins ; néanmoins, lors d’une cérémonie organisée à Washington en 2000, Venter, Collins et le président américain Bill Clinton se sont réunis pour annoncer l’achèvement d’une ébauche de séquence du génome humain. L’annonce soulignait que la séquence avait été générée grâce à un effort concerté entre la société privée de Venter et le consortium de recherche public de Collins. Le HGP a été achevé en 2003.
En plus du génome humain, Venter a contribué au séquençage des génomes du rat, de la souris et de la drosophile. En 2006, il a fondé le J. Craig Venter Research Institute (JCVI), un organisme à but non lucratif de soutien à la recherche en génomique. En 2007, des chercheurs financés en partie par le JCVI ont réussi à séquencer le génome du moustique Aedes aegypti, qui transmet l’agent infectieux de la fièvre jaune aux humains.