Los científicos terminan por fin de descifrar el genoma humano completo

“Algunos de los genes que nos hacen únicos como humanos estaban en realidad en esta ‘materia oscura del genoma’ y se perdieron totalmente”, dijo Evan Eichler, un investigador de la Universidad de Washington que participó en el esfuerzo actual y en el Proyecto Genoma Humano original. “Nos llevó más de 20 años, pero finalmente lo conseguimos”.

Muchos -incluidos los propios estudiantes de Eichler- pensaban que ya estaba terminado. “Les estaba enseñando y me decían: ‘Espera un momento. ¿No es la sexta vez que declaráis la victoria? Les dije: ‘No, esta vez lo hemos conseguido de verdad'”.

Los científicos dijeron que esta imagen completa del genoma dará a la humanidad una mayor comprensión de nuestra evolución y biología, al tiempo que abrirá la puerta a descubrimientos médicos en áreas como el envejecimiento, las condiciones neurodegenerativas, el cáncer y las enfermedades del corazón.

“Estamos ampliando nuestras oportunidades de entender las enfermedades humanas”, dijo Karen Miga, autora de uno de los seis estudios publicados el jueves.

La investigación culmina décadas de trabajo. El primer borrador del genoma humano fue anunciado en una ceremonia en la Casa Blanca en el año 2000 por los líderes de dos entidades que competían entre sí: un proyecto internacional financiado con fondos públicos y dirigido por una agencia de los Institutos Nacionales de Salud de EE.UU. y una empresa privada, Celera Genomics, con sede en Maryland.

El genoma humano está formado por unos 3.100 millones de subunidades de ADN, pares de bases químicas conocidas por las letras A, C, G y T. Los genes son cadenas de estos pares de letras que contienen instrucciones para fabricar proteínas, los componentes básicos de la vida. Los seres humanos tienen unos 30.000 genes, organizados en 23 grupos llamados cromosomas que se encuentran en el núcleo de cada célula.

Hasta ahora, había “grandes y persistentes lagunas en nuestro mapa, y estas lagunas caen en regiones bastante importantes”, dijo Miga.

Miga, investigador de genómica de la Universidad de California-Santa Cruz, trabajó con Adam Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, para organizar el equipo de científicos que partiera de cero con un nuevo genoma con el objetivo de secuenciarlo en su totalidad, incluyendo las piezas que faltaban anteriormente. El grupo, que lleva el nombre de las secciones situadas en los extremos de los cromosomas, llamadas telómeros, se conoce como el consorcio Telómero a Telómero, o T2T.

Su trabajo añade nueva información genética al genoma humano, corrige errores anteriores y revela largos tramos de ADN de los que se sabe que desempeñan importantes funciones tanto en la evolución como en las enfermedades. Una versión de la investigación se publicó el año pasado antes de ser revisada por pares científicos.

“Se trata de una mejora importante, diría yo, del Proyecto Genoma Humano”, duplicando su impacto, dijo el genetista Ting Wang, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis, que no participó en la investigación.

Eichler dijo que algunos científicos solían pensar que las áreas desconocidas contenían “basura”. Él no. “Algunos siempre hemos creído que había oro en esas colinas”, dijo. Eichler está pagado por el Instituto Médico Howard Hughes, que también apoya al departamento de salud y ciencia de The Associated Press.

Resulta que el oro incluye muchos genes importantes, dijo, como los que forman parte integral de hacer que el cerebro de una persona sea más grande que el de un chimpancé, con más neuronas y conexiones.

Para encontrar esos genes, los científicos necesitaban nuevas formas de leer el críptico lenguaje genético de la vida.

La lectura de los genes requiere cortar las cadenas de ADN en trozos de cientos o miles de letras. Las máquinas de secuenciación leen las letras de cada trozo y los científicos intentan colocar las piezas en el orden correcto. Esto es especialmente difícil en las zonas donde las letras se repiten.

Los científicos dijeron que algunas áreas eran ilegibles antes de las mejoras en las máquinas de secuenciación de genes que ahora les permiten, por ejemplo, leer con precisión un millón de letras de ADN a la vez. Eso permite a los científicos ver los genes con áreas repetidas como cadenas más largas en lugar de fragmentos que tuvieron que unir posteriormente.

Los investigadores también tuvieron que superar otro reto: La mayoría de las células contienen genomas tanto de la madre como del padre, lo que confunde los intentos de ensamblar las piezas correctamente. Los investigadores del T2Tlo evitó utilizando una línea celular de una “mola hidatiforme completa”, un óvulo fecundado anormal que no contiene tejido fetal y que tiene dos copias del ADN del padre y ninguna del de la madre.

¿El siguiente paso? Mapear más genomas, incluidos los que incluyen colecciones de genes de ambos padres. Este esfuerzo no mapeó uno de los 23 cromosomas que se encuentran en los hombres, llamado cromosoma Y, porque el topo sólo contenía un X.

Wang dijo que está trabajando con el grupo T2T en el Consorcio de Referencia del Pangenoma Humano, que está tratando de generar genomas de “referencia”, o plantilla, para 350 personas que representan la amplitud de la diversidad humana.

“Ahora hemos conseguido un genoma correcto y tenemos que hacer muchos, muchos más”, dijo Eichler. “Este es el comienzo de algo realmente fantástico para el campo de la genética humana”.

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El Departamento de Salud y Ciencia de Associated Press recibe el apoyo del Departamento de Educación Científica del Instituto Médico Howard Hughes. La AP es la única responsable de todo el contenido.