Un equipo internacional logra una visualización sin precedentes del genoma humano

Un equipo internacional, incluyendo el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, ha logrado la visualización más completa del genoma humano hasta ahora, para lo que analizaron los genomas de 1.019 personas de 26 poblaciones de los cinco continentes.

Los resultados de este estudio, publicados en dos artículos consecutivos en la revista Nature, han ampliado significativamente el conocimiento sobre la variación genética humana, ofreciendo así una visión mucho más completa del genoma.

La investigación se realizó en dos estudios complementarios. El primero fue liderado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) de Alemania y el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.

El equipo analizó los genomas de 1.019 personas de 26 poblaciones de los cinco continentes, y las variantes estructurales, que son grandes segmentos de ADN que han sido eliminados, duplicados, insertados, invertidos o mezclados.

Las diferencias en las variantes estructurales en el ADN pueden provocar cambios en miles de sus letras simultáneamente, lo que con frecuencia resulta en la eliminación de genes y contribuye al desarrollo de numerosas enfermedades raras y diversos tipos de cáncer.

El equipo halló y clasificó más de 167.000 variantes estructurales en las 1.019 personas, lo que significa duplicar la cantidad conocida de variación estructural en el pangenoma humano, una referencia que agrupa el ADN de muchas personas en lugar de disponer de un solo genoma de referencia.

Cada persona era portadora de una media de 7,5 millones de letras en cambios estructurales, lo que deja entrever la abundante edición del genoma que la naturaleza realiza por sí sola.

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Según uno de los autores del estudio, el doctor Bernardo Rodríguez Martín, «encontramos un tesoro oculto de variación genética en estas poblaciones, muchas de las cuales estaban subrepresentadas en conjuntos de referencia anteriores».

Rodríguez considera que es un paso importante para cartografiar los puntos ciegos en el genoma humano y reducir el sesgo que durante mucho tiempo ha favorecido a los genomas de ascendencia europea.

«Esto allana el camino para que las terapias funcionen igual de bien para personas de todo el mundo», subraya.

Alrededor de 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 forma más efectiva.

En pruebas, el nuevo conjunto de referencia reduce la lista de mutaciones sospechosas de decenas de miles a sólo unos pocos cientos, lo que acelera el camino hacia el diagnóstico de enfermedades raras y también del cáncer.

Bernardo Rodríguez empezó a trabajar en el proyecto en el laboratorio de Jan Korbel en el EMBL y lo completó después de trasladarse al CRG, donde creó su propio grupo de investigación.

Desarrolló SVAN, un software que categoriza cada cambio en el ADN con etiquetas del tipo «pieza extra copiada» o «trozo eliminado», lo que ayudó al equipo a examinar los datos genéticos para discernir nuevos patrones.

SVAN sirvió para descubrir que más de la mitad de la diversidad descubierta en el estudio se encuentra en tramos altamente repetitivos de ADN, partes del genoma que alguna vez se descartaron como basura o demasiado difíciles de estudiar.

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Pero los elementos repetitivos representan una reserva de diversidad genética rica, ya que son protagonistas clave en la diversidad, enfermedad y evolución humana.

Un segundo estudio, dirigido conjuntamente por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), utilizó un conjunto de muestras mucho menor, de sólo 65 personas.

Con dichas muestras el equipo investigador combinó varios métodos de secuenciación potentes para reconstruir los genomas humanos con un detalle sin precedentes, y esto ayudó a descodificar los tramos más difíciles de leer, incluidos los centrómeros.

Los ensamblajes casi completos y sin espacios de cada cromosoma de estas personas ayudaron a identificar grandes variantes genéticas dentro de estas regiones que no fueron detectables en el primer estudio ni en otros previos.

Con información de EFE