Hace 21 años la ciencia perfeccionó cartografiar cerca del 92% del genoma humano, lo que supuso una revolución en la biología y medicina, pero ¿qué pasó con el 8% restante? Ahora, un científico equipo ha logrado escudriñarlo, logrando así la primera secuencia completa de un genoma humano

Científicos han publicado la primera secuencia completa y sin fisuras de un genoma humano, dos décadas después del primer borrador. El genoma es el conjunto completo de instrucciones de un organismo, un libro que está escrito con combinación de solo cuatro unidades químicas designadas con las letras A, T, C y G (adenina, timina, citosina y guanina). Crédito: Ernesto del Águila III, NHGRI.

El nuevo mapa sin «fisuras» de nuestro ADN revela regiones ocultas importantes para entender las enfermedades genéticas, la reproducción, la diversidad humana e incluso la evolución de nuestra especie: «terminar de verdad la secuencia del genoma humano ha sido como ponersvas unas gafas » , currículum del investigador Adam Phillippy.

Detrás de este hito científico está el Consorcio T2T (Telómero a Telómero), con más de cien investigadores liderados por Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), y Karen Miga, de la Universidad de California-Santa Cruz, en EE.UU.

La descripción de estas piezas que faltaban se publicó por primera vez en 2021 en el repositorio bioRxiv -en revisión de otros investigadores-. Ahora es cuando se recoge en seis artículos en la revista «Science», además de en una docena de escritos complementarios en otras publicaciones científicas.

El genoma es el conjunto completo de instrucciones de un organismo, un libro que está escrito con combinación de solo cuatro unidades químicas designadas con las letras A, T, C y G (adenina, timina, citosina y guanina); estas se denominan bases nucleótidas.

Para los seres humanos, este manual de instrucciones contiene alrededor de 3.000 millones de bases (o letras), los rizos están encapsulados en 23 pasos de cromosomas dentro del núcleo de todas las células. Secuenciar significa determinar su orden exacto en un segmento de ADN.

Han pasado dos décadas desde el primer borrador del genoma humano realizado, por separado, por Celera Genomics y el Proyecto Genoma Humano y ese 8% no se había podido secuenciar en gran parte porque está formado por regiones de ADN muy repetitivas que son difíciles de alinear con el resto y entre ellas. La tecnología actual, capaz de leer cientos de millas de letras a la vez del genoma, ha permitido hacerlo.

Genes de importancia medica

La versión «huecos» del nuevo genoma referenciado -denominado T2T-CHM13- se calcula en 3.055 millones de pasos de nucleótidos y 19.969 genes codificantes -productores- de proteínas, los pilares básicos de todos los componentes del organismo. Realizar la mayor parte del trabajo en las celdas y son necesarios para la estructura, función y regulación de tejidos y órganos.

De genes codificantes de proteínas, el consorcio encontró unos 2.000 nuevos, la mayoría de ellos desactivados, aunque unos cien pueden seguir siendo activos, es decir, produciendo proteínas.

Además, se encontrarán más de 2 millones de variantes genéticas hasta ahora desconocidas en esas regiones oscuras, 622 de las cuales se producen en genes de importancia médica.

Los investigadores de Generase tienen la secuenciación completa del genoma utilizando una línea celular especial que tiene dos copias idiosincrásicas de cada cromosoma, a diferencia de la mayoría de las células humanas que llevan dos copias ligeramente diferentes.

Entre otras cosas, las nuevas secuencias de ADN añadidas revelan detalles nunca antes vistos alrededor de los centrómeros, secciones en el medio de los cromosomas que desempeñan un papel fundamental en su estructura y en la correcta segregación de los mismos duranis

Desde entonces se sabe que los centremeros están bien regulados en todo tipo de prácticas y ahora «por primera vez hemos podido estudiar ‘base por base’ las secuencias que definen estas estructuras y empezar a entender cómo funcionan», dijo Karen Miga.

Los investigadores también observaron células alveolares de ADN observables de telómeros -estructuras que, a modo de capuchones, protegen la integridad de los cromosomas-.

Medicación personalizada

“Las partes del genoma que no se han estudiado se estudian desde hace más de 20 años y son importantes para computar la funcionalidad del genoma, la genética y la diversificación y evolución de los seres humanos”, dice Miga.

«En el futuro, cuando se secuencie el genoma de una persona, podremos identificar todas las variantes de su ADN y utilizar esa información para orientar mejor su atención médica», indica Phillippy en una nota del NHGRI: «ahora que podemos ver todo con clarad estamos un paso más cerca de entender lo que significa todo».

Para José Manuel Bautista, catedrático de Biología Molecular de la Universidad Complutense de Madrid, este trabajo -en el que no participa- permite conocer una parte de los cromosomas importante para la función de los mismos; «es como si descubriésemos después de 20 años que los coches que ven circular tienen embrague y que hay cambios de marchas».

«Conocer las piezas que hacen funcionar una maquinaria biológica que tiene que ver con la transmisión de la herencia permite comprender elementos de la historia biológica humana y descubrir algunos mecanismos que pueden tener relevancia en la reproducción», c.

Esta primera secuencia completa que cubre cada cromosoma de punta a punta, sin huecos y con una precisión sin precedentes, es accesible a toda la comunidad científica.

El T2T se ha unido ahora al Consorcio de referencia del pangenoma humano, cuyo objetivo es crear una nueva referencia del pangenoma -todos los genes- humano basado en las secuencias genómicas completas de 350 individuos, que representan mucho más la diversidad humana.

resultados ADN
Estructura de doble hélice del ADN del genoma humano. EPA PHOTO PA / Matthew Fearn

Fuente

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.