Veintid\u00f3s a\u00f1os despu\u00e9s de la finalizaci\u00f3n del Proyecto Genoma Humano, los cient\u00edficos han revelado el cat\u00e1logo m\u00e1s amplio de variaci\u00f3n gen\u00e9tica humana jam\u00e1s compilado. En dos nuevos art\u00edculos publicados el mi\u00e9rcoles 23 de julio en la revista Nature, cient\u00edficos secuenciaron el ADN de 1084 personas de todo el mundo. Aprovecharon los \u00faltimos avances tecnol\u00f3gicos para analizar grandes fragmentos de material gen\u00e9tico de cada persona, unieron esos fragmentos y compararon los genomas resultantes con gran detalle.<\/p>\n\n\n\n
Los resultados profundizan nuestra comprensi\u00f3n de las variantes estructurales dentro del genoma humano. En lugar de afectar una sola letra del c\u00f3digo del ADN, estas variaciones afectan a grandes fragmentos del c\u00f3digo: pueden eliminarse o a\u00f1adirse al genoma, o abarcar zonas donde el ADN se ha invertido o desplazado a una ubicaci\u00f3n diferente.<\/p>\n\n\n\n
Los estudios han revelado caracter\u00edsticas “ocultas” del genoma humano que anteriormente eran demasiado complejas tecnol\u00f3gicamente para estudiar, afirm\u00f3 Jan Korbel<\/a>, director interino del Laboratorio Europeo de Biolog\u00eda Molecular (EMBL) de Heidelberg<\/a>, coautor de ambos nuevos art\u00edculos. Por ejemplo, grandes porciones del genoma contienen c\u00f3digos que se repiten una y otra vez, y se cre\u00eda que estos no eran funcionales.<\/p>\n\n\n\n “Hace unos 20 a\u00f1os, lo consider\u00e1bamos ‘ADN basura’; le d\u00e1bamos un t\u00e9rmino muy negativo”, declar\u00f3 Korbel a Live Science. “Cada vez hay m\u00e1s consciencia de que estas secuencias no son basura”, y el nuevo trabajo arroja luz sobre estas secuencias de ADN, tan denostadas desde hace tiempo.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, todos los datos generados en los nuevos estudios son de acceso abierto, por lo que otros investigadores del campo ahora pueden aprovechar los hallazgos y algunas de las herramientas que hemos desarrollado para comprender la base gen\u00e9tica de las enfermedades, declar\u00f3 Korbel a Live Science. “Creo firmemente que una parte de los avances que publicamos hoy en Nature tambi\u00e9n se incorporar\u00e1 al diagn\u00f3stico”.<\/p>\n\n\n\n Cuando se public\u00f3 el primer borrador de un genoma humano “completo” en 2003, le faltaba aproximadamente el 15% de su secuencia debido a las limitaciones tecnol\u00f3gicas de la \u00e9poca. En 2013, los cient\u00edficos lograron reducir esa brecha a aproximadamente la mitad. Y finalmente, en 2022, se public\u00f3 el primer genoma humano “sin brechas”.<\/a><\/p>\n\n\n\n En 2023, investigadores publicaron el primer borrador de un pangenoma humano<\/a>, que incorporaba ADN de 47 personas de todo el mundo, en lugar de basarse predominantemente en el ADN de una sola persona. Ese mismo a\u00f1o, publicaron el primer cromosoma Y secuenciado de principio a fin<\/a>, ya que al genoma anterior, que no ten\u00eda huecos, a\u00fan le faltaba el cromosoma sexual masculino.<\/p>\n\n\n\n En los \u00faltimos a\u00f1os, este campo ha seguido avanzando gracias a las nuevas tecnolog\u00edas y a los esfuerzos por ampliar el muestreo de ADN m\u00e1s all\u00e1 de las poblaciones de ascendencia mayoritariamente europea. Estos avances dieron origen a los dos art\u00edculos publicados en Nature esta semana.<\/p>\n\n\n\n En el primer estudio, los investigadores\u00a0secuenciaron el ADN de 1019 personas<\/a>\u00a0de 26 poblaciones de los cinco continentes. Para analizar el ADN, recopilaron lecturas largas, cada una compuesta por decenas de miles de pares de bases. Cada par de bases corresponde a un pelda\u00f1o en la espiral de una mol\u00e9cula de ADN.<\/p>\n\n\n\n “Con lecturas cortas de unos 100 pares de bases, es dif\u00edcil distinguir entre regiones gen\u00f3micas similares”, explic\u00f3 el coautor del estudio, Jes\u00fas Emiliano Sotelo-Fonseca<\/a>, estudiante de doctorado del Centro de Regulaci\u00f3n Gen\u00f3mica (CGR) de Barcelona, Espa\u00f1a. Esto es especialmente cierto en las regiones repetitivas del genoma. “Con lecturas m\u00e1s largas, de unos 20.000 pares de bases, asignar cada lectura a una posici\u00f3n \u00fanica en el genoma se vuelve mucho m\u00e1s f\u00e1cil”, declar\u00f3 a Live Science por correo electr\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n M\u00e1s de la mitad de la nueva variaci\u00f3n gen\u00f3mica descubierta en el estudio se encontr\u00f3 en esas complejas regiones repetitivas, incluyendo los transposones, tambi\u00e9n conocidos como genes saltarines. Los transposones pueden saltar a diferentes lugares del genoma, copiando y pegando su c\u00f3digo. En ocasiones, dependiendo de d\u00f3nde se encuentren, pueden desestabilizar el genoma, introducir mutaciones da\u00f1inas y contribuir al desarrollo de enfermedades como el c\u00e1ncer.<\/p>\n\n\n\n “Nuestro estudio revela que algunos de estos transposones pueden secuestrar secuencias reguladoras para aumentar su actividad, lo que contribuye a comprender los mecanismos biol\u00f3gicos detr\u00e1s de su mutagenicidad”, o capacidad de desencadenar mutaciones, dijo a Live Science en un correo electr\u00f3nico el coautor del estudio Bernardo Rodr\u00edguez-Mart\u00edn<\/a>, investigador independiente del CGR y ex posdoctorado en el laboratorio EMBL de Korbel.<\/p>\n\n\n\n Los genes saltarines pueden, esencialmente, unirse a ciertas mol\u00e9culas reguladoras (ARN largos no codificantes) y usar ese truco para crear muchas m\u00e1s copias de s\u00ed mismos de lo habitual. \u201cEs un mecanismo muy sorprendente para nosotros\u201d, afirm\u00f3 Korbel.<\/p>\n\n\n\n El segundo estudio incluy\u00f3 muchos menos genomas (s\u00f3lo 65 en total), pero\u00a0los secuenci\u00f3 de forma m\u00e1s exhaustiva que el primero<\/a>. El primero captur\u00f3 aproximadamente el 95% de cada genoma analizado, mientras que el segundo gener\u00f3 genomas con un 99% de completitud.<\/p>\n\n\n\n “Puede parecer una diferencia peque\u00f1a, pero en realidad es enorme desde la perspectiva gen\u00f3mica”, dijo Korbel. “Obtener los \u00faltimos porcentajes es un logro importante”.<\/p>\n\n\n\n Ese salto requiri\u00f3 diferentes t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n, as\u00ed como nuevos enfoques anal\u00edticos. \u201cEste proyecto utiliz\u00f3 software de vanguardia para ensamblar genomas e identificar la variaci\u00f3n gen\u00e9tica, mucha de la cual simplemente no exist\u00eda hace unos a\u00f1os\u201d, explic\u00f3 a Live Science en un correo electr\u00f3nico el coautor Charles Lee<\/a>, profesor del Laboratorio Jackson de Medicina Gen\u00f3mica.<\/p>\n\n\n\n Las t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n incluyeron una que gener\u00f3 lecturas largas con muy pocos errores y otra que gener\u00f3 lecturas ultralargas ligeramente m\u00e1s propensas a errores. A pesar de analizar menos genomas, este enfoque permiti\u00f3 que el segundo estudio capturara fragmentos de ADN que se hab\u00edan pasado por alto por completo en el primero, afirm\u00f3 Rodr\u00edguez-Mart\u00edn.<\/p>\n\n\n\n Esas regiones “ocultas” inclu\u00edan los centr\u00f3meros<\/a>, estructuras importantes en el centro de los cromosomas<\/a>, claves para la divisi\u00f3n celular. A medida que una c\u00e9lula se prepara para dividirse, las fibras se unen a los centr\u00f3meros y luego separan el cromosoma en dos. El estudio descubri\u00f3 que, en aproximadamente el 7% de los centr\u00f3meros, es probable que estas fibras tengan dos puntos de uni\u00f3n, en lugar de uno solo.<\/p>\n\n\n\n “\u00bfPodr\u00eda eso significar que esos cromosomas son m\u00e1s inestables? Porque si el huso [fibra] se une a dos puntos, podr\u00eda confundirse”, dijo Korbel. Es una idea puramente especulativa, a\u00f1adi\u00f3, pero ahora se puede explorar. El siguiente paso ser\u00e1 estudiar experimentalmente los efectos de estas variaciones del centr\u00f3mero, coincidi\u00f3 Lee.<\/p>\n\n\n\n Los problemas con la divisi\u00f3n cromos\u00f3mica pueden provocar diversas afecciones. Por ejemplo, \u201cel s\u00edndrome de Down es el resultado de un error en la segregaci\u00f3n cromos\u00f3mica durante la divisi\u00f3n celular en la meiosis\u201d, cuando las c\u00e9lulas se dividen para formar espermatozoides y \u00f3vulos, seg\u00fan explic\u00f3 a Live Science la Dra. Miriam Konkel<\/a>, coautora y profesora adjunta del Centro de Gen\u00e9tica Humana de la Universidad de Clemson, en un correo electr\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n Al igual que el primer estudio, el segundo tambi\u00e9n proporcion\u00f3 una perspectiva sin precedentes sobre los genes saltarines, catalogando m\u00e1s de 12,900. M\u00e1s all\u00e1 del c\u00e1ncer, los genes saltarines tambi\u00e9n pueden desencadenar diversas enfermedades gen\u00e9ticas<\/a> al causar mutaciones, as\u00ed como provocar cambios m\u00e1s sutiles en la activaci\u00f3n y desactivaci\u00f3n de los genes, se\u00f1al\u00f3 Konkel. Una mejor comprensi\u00f3n de la diversidad de los genes saltarines puede ayudar a comprender su funci\u00f3n en la salud y la enfermedad humanas.<\/p>\n\n\n\nM\u00e1s de 1.000 genomas<\/h2>\n\n\n\n
Del 95% al 99%<\/h2>\n\n\n\n