Redacción
Los saltos de conocimiento en torno al genoma humano cada vez son más amplios y se producen en menos tiempo. Hace tres años se publicaba la primera secuencia completa y sin huecos de un genoma humano, un hito que llegó dos décadas después de que el Proyecto Genoma Humano lograra el primer borrador de la secuencia del genoma.
Ahora el conocimiento sobre la esencia que conforma el cuerpo humano vuelve a avanzar gracias a un equipo internacional de investigadores que han conseguido ampliar el catálogo de la variación genética humana después de resecuenciar el genoma de 1.019 personas de 26 poblaciones distintas en los cinco continentes. «Puede ser la visión general más completa del genoma humano hasta ahora», señalan en un comunicado el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, uno de los centros que ha participado en la investigación, que muestra cómo la variación genómica en cada ser humano es aún más amplia de lo que se pensaba.
«Puede ser la visión general más completa del genoma humano hasta ahora”, señalan desde el Centro de Regulación Genómica
Los resultados se publicaron este miércoles en la revista Nature en dos publicaciones fruto de dos estudios. El nivel de variabilidad genética que se ha descubierto y el detalle en el estudio que han conseguido las investigaciones han logrado un nivel de conocimiento inédito.
«Lo que han encontrado estos investigadores es un montón de variantes estructurales (SV en sus siglas en inglés), anteriormente desconocidas, que habían pasado desapercibidas», señala Lluís Motoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y del CIBERER-ISCIII ajeno a los estudios recién publicados, en declaraciones concedidas al Science Media Centre España. Lo que consiguen ahora es describir «una variabilidad genética adicional subyacente en nuestros genomas que sospechábamos pero que desconocíamos o no habíamos sido capaces de interpretar hasta que no han aparecido técnicas que permiten leer secuencias muy largas de ADN intacto», añade el científico.
Los investigadores han encontrado más de 167.000 variantes estructurales, duplicando las conocidas hasta ahora
El primer trabajo, liderado conjuntamente por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (Alemania) y el CRG de Barcelona, fue el encargado de analizar el genoma de 1.019 personas. El equipo analizó las variantes estructurales en el genoma humano, grandes fragmentos de ADN que han sido eliminados, duplicados, insertados, invertidos o mezclados, y encontró más de 167.000 variantes estructurales en las personas analizadas, duplicando la cantidad conocida de variación en el pangenoma humano, una referencia que agrupa el ADN de muchas personas en lugar de disponer de un solo genoma de referencia.
El coautor principal del estudio, Bernardo Rodríguez Martín, ha asegurado que encontraron «un tesoro oculto de variación genética en estas poblaciones, de las que muchas estaban sobrerrepresentadas en series de referencia anteriores: el 50,9% de las inserciones y el 14,5% de las delaciones no se reportaron en catálogos de variaciones anteriores».
Bernardo Rodríguez: «El 50,9% de las inserciones y el 14,5% de las deleciones no figuraban en catálogos anteriores»
Casi tres de cada cinco (59%) de las variantes descubiertas se dieron en menos del 1% de las personas, un nivel de rareza crucial para el diagnóstico de enfermedades genéticas porque puede ayudar a filtrar variaciones inofensivas de manera más efectiva.
Rodríguez Martín comenzó a trabajar en el proyecto en el EMBL y lo completó tras trasladarse al CRG, desarrollando el programa SVAN, que caracteriza cada cambio en el ADN con etiquetas como pieza extra copiada o trozo eliminado. El programa descubrió que más de la mitad de la diversidad descubierta en el estudio se encuentra en tramos altamente repetitivos de ADN, con una diversidad genética rica, y que incluyen elementos móviles, con capacidad para copiarse y engancharse alrededor del genoma.
Casi el 60% de las variantes descubiertas se dieron en menos del 1% de las personas analizadas
Descodificar al detalle los tramos más difíciles de leer
El segundo estudio, dirigido por el EMBL y la Universidad Heinrich Heine, utilizó una serie de muestras más pequeño, de 65 personas, pero combinaron diversos métodos de secuenciación para reconstruir los genomas humanos con detalle.
El enfoque ayudó al equipo internacional a descodificar los tramos más difíciles de leer, y los ensamblajes casi completos y sin espacios de cada cromosoma de estas personas ayudar a identificar grandes variantes genéticas dentro de estas regiones que no fueron detectables en el primer estudio ni en otros previos.
Más de la mitad de la diversidad genética detectada se encuentra en regiones altamente repetitivas del ADN
Los hallazgos muestran que la combinación del enfoque del primer estudio, con muchos genomas secuenciados en una profundidad modesta, con el del segundo, de unos pocos genomas secuenciados con gran detalle, es el camino más rápido hacia un mapa completo e inclusivo de la diversidad genética humana.
El coautor principal de los dos estudios y jefe en funciones de EMBL Heidelberg, Jan Korbel, ha considerado que esta combinación «condujo a conclusiones complementarias», mientras que el investigador de la Universidad Heinrich Heine Tobias Marschall ha dicho que con estas dos investigaciones se ha creado un recurso completo y médicamente relevante que puede ser usado par comprender mejor los orígenes de la variación genómica.
Los nuevos hallazgos sobre la variabilidad genética que desvelan ambos estudios «nos debería permitir diagnosticar genéticamente mejor a enfermos afectados por patologías o trastornos congénitos»
Para Gemma Marfany, catedrática de Genética de la Universitat de Barcelona e investigadora del Ciberer, los resultados «permiten descubrir que nuestro genoma es muy dinámico, con una gran variabilidad estructural que desconocíamos, sobre todo en las regiones con muchas repeticiones, con movimiento y salto de elementos transponibles y con una evolución muy rápida de los centrómeros (secuencias que definen la unicidad de los cromosomas)».
La investigadora, en declaraciones al Science Media Centre España, destaca otros resultados interesantes, como son «la definición precisa de la variación del cromosoma Y en distintas poblaciones humanas, la mayor definición de regiones génicas implicadas en enfermedades humanas, así como la gran variabilidad estructural de regiones cromosómicas importantes para nuestro sistema inmunitario, como los genes del complejo mayor de histocompatibilidad». Toda la complejidad de nuestro genoma que se sospechaba, pero no se conocía, que muestran estas investigaciones «nos debería permitir diagnosticar genéticamente mejor a enfermos afectados por patologías o trastornos congénitos», apunta Lluís Montoliu.
