Descifran los secretos del genoma humano y completan su secuenciación

Logran secuenciar el 8% del genoma humano que faltaba por descubrir por primera vez desde hace 21 años. El genoma es el manual de instrucciones de un individuo que contiene nada menos que 3.096 millones de pares de bases, que indican todo lo relacionado con esa persona, su color de pelo y hasta el riesgo que tiene de desarrollar enfermedades, por lo que este descubrimiento podría ser clave para descubrir el origen de muchas enfermedades y ayudar a prevenirlas.

El genoma consiste en una larguísima secuencia de ADN que está constituida por 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula, menos en las sexuales. Hace 21 años se lanzó su primer borrador, en el que se secuenciaba el 92% de él, sin embargo, el Consorcio Telómero a Telómero (T2T) ha conseguido descifrar el 8% restante. Los resultados se han publicado en un conjunto de seis artículos en la revista Science.

Este libro de instrucciones humano se ha ido puliendo con el paso del tiempo, pasando de creer que tenemos entre 70.000 y 140.000 genes a descubrir que este número podría reducirse a 20.465 genes codificantes. Estas investigaciones han logrado también conocer que hay al menos unas 4.4000 enfermedades cuyo origen es genético, además de permitir el diagnóstico genético de patologías que antes no eran identificadas.

200 millones de pares de bases secuenciadas de zonas complicadas

La tarea no es nada sencilla, leer el genoma es complicado y para hacerlo es necesario cortar todo el ADN en trozos que se componen de cientos o miles de letras. El siguiente paso es introducirlo en máquinas de secuenciación que son capaces de leer todas las letras de cada fragmento. El 8% que no se había podido leer hasta ahora se había dejado a un lado porque estaba situado en zonas complicadas, como en el centro (centrómero) y los extremos (telómeros) de los cromosomas, que al tener largos tramos de secuencias repetidas hacía que fueran difíciles de encajar por parte de los científicos.

“A partir de ese 8% estamos obteniendo una comprensión totalmente nueva de cómo se dividen las células, lo que nos permite estudiar enfermedades a las que no habíamos podido llegar”

En la nueva investigación, los autores han secuenciado 200 millones de pares de bases de esas zonas complicadas, añadiendo 99 genes al libro de instrucciones humano. Esto ha sido posible gracias a dos técnicas que secuencian grandes trozos de ADN y que ayudan en el montaje del puzle, que son la Oxford Nanopore DNA y la PacBio HiFi DNA.

“Se podría pensar que, con el 92% del genoma completado hace tiempo, el 8% restante no aportaría gran cosa. Pero, a partir de ese 8%, ahora estamos obteniendo una comprensión totalmente nueva de cómo se dividen las células, lo que nos permite estudiar una serie de enfermedades a las que no habíamos podido llegar”, explica Erich D. Jarvis, coautor del estudio.

El genoma de referencia T2T sacó a la luz millones de variaciones genéticas (tramos de ADN que difieren de persona a persona) no conocidas en la anterior referencia. También eliminó decenas de miles de imperfecciones en secuencias, como variaciones ubicadas incorrectamente. En otras palabras, las nuevas variaciones llenaron los espacios en blanco en la imagen de la caja del puzle y las correcciones mostraron las piezas correctas del rompecabezas donde miles estaban fuera de lugar antes.

El nuevo genoma que se usa como referencia tiene su origen en una línea celular que deriva de un tipo de tumor (mola hidatiforme) que surge cuando el óvulo pierde su propio genoma en el útero y es fecundado por el espermatozoide. Los científicos eligieron este tipo de célula por hacer más sencilla la tarea, pues cuenta con dos copias idénticas de cada cromosoma, a diferencia de la mayoría de las células humanas, que tienen dos copias ligeramente diferentes, que corresponden al padre y a la madre.

Conocer el genoma ayuda a guiar la atención médica

Este descubrimiento podría ayudar a identificar mejor todas las variantes del ADN de una persona y poder usar esa información para guiar mejor la atención médica que se le da. Además, podría ayudar a resolver la incógnita en algunos casos de cuadros clínicos en los que la causa no se conoce y que estén ligados a las regiones resueltas del genoma.

Desde T2T han indicado que están utilizando la nueva versión del ADN humano para volver a analizar los genomas recopilados en el Proyecto 1000 Genomas, que pretende crear un catálogo de variación genética humana.

Por otro lado, también afirman que están tratando de secuenciar un genoma con diferentes cromosomas heredados del padre y de la madre, y que trabajan para obtener un pangenoma humano –colección de genes de una especie– para poder tener una representación más concreta de la diversidad humana.

El genoma de referencia T2T completa el mapeo de nuestro modelo genético, marcando un hito fundamental en el campo de la genómica. Los investigadores de todo el campo ahora podrán explorar áreas del genoma que estaban fuera de los límites en el pasado y comenzar a comprender cómo se relacionan decenas de genes con diferentes enfermedades. Pero según Justin Zook, uno de los ingenieros biomédicos coautores del estudio, aún queda mucho trabajo por hacer antes de que las clínicas lo pongan en práctica.

Por tanto, habrá que seguir atentos a los avances en esta materia, pues todavía quedan muchas páginas que descubrir sobre el genoma humano.