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Genoma humano completo secuenciado por primera vez

Un equipo internacional de casi cien científicos ha descubierto el genoma humano completo y sin lagunas al descifrar las secuencias restantes y previamente desconocidas, lo que abre la puerta a nuevos enfoques para el tratamiento de diversas enfermedades. Este fundamental estudio histórico se publica en la famosa revista La ciencia.

La secuencia completa de un genoma humano.. Haber de imagen: Gio.tto/Shutterstock

Desde 2003, la historia Proyecto Genoma Humano fue capaz de secuenciar el 92% del genoma humano. Esencialmente, estos eran códigos para la eucromatina humana, que contiene muchos genes empaquetados libremente que codifican muchas proteínas esenciales que juegan un papel central en nuestra fisiología.

Sin embargo, durante casi dos décadas, los investigadores han luchado por descifrar el 8% restante, que es un segmento más pequeño y compacto del genoma conocido como heterocromatina. Su principal característica es que no se encarga de la producción de proteínas.

Esta es una de las razones por las que los científicos eligieron inicialmente dar prioridad a la eucromatina, pero también porque la secuenciación de la heterocromatina es extremadamente exigente. En otras palabras, necesitábamos herramientas genómicas mucho más avanzadas para profundizar en esta parte del genoma.

Esto significa que durante mucho tiempo tuvimos un gran vacío en nuestro conocimiento sobre algunas funciones celulares básicas. Si nos fijamos en el genoma de referencia, hay muchas series largas de bases desconocidas, e incluso no se ha secuenciado correctamente todo el genoma eucromático, porque se han notado muchos errores (como duplicaciones).

Eso ha cambiado ahora en este estudio histórico realizado por el consorcio Telómero a telómero (T2T), que reunió a investigadores de diferentes instituciones académicas y los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de los Estados Unidos.

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Uso de los métodos Merfin y Long Read

Con técnicas de vanguardia y determinación renovada, este grupo de investigadores pudo ayudar a finalizar lo que Proyecto Genoma Humano Comenzó con éxito al revisar los errores encontrados en las regiones eucromáticas, pero también proporcionó una visualización completa de las regiones heterocromáticas.

Una de las herramientas más importantes que usaron para esta búsqueda es Merfin, que limpia convenientemente algunas de las secuencias más difíciles que se encuentran en el genoma humano. Específicamente, esta herramienta ayuda a probar la precisión de las secuencias y encontrar código potencialmente desalineado y luego corregir esos errores.

Además, en este estudio, los investigadores también aprovecharon los aspectos complementarios de la secuenciación de lectura ultralarga PacBio HiFi y Oxford Nanopore, que se utilizan para resolver genomas grandes y complejos con una precisión cercana al 100 %. Estos dos métodos se denominan métodos de lectura larga.

Un modelo impecable de ADN humano

Brevemente, el trabajo de este estudio incluye ensamblajes ininterrumpidos de telómero a telómero (es decir, de un extremo del cromosoma al otro) para los 22 autosomas humanos y el cromosoma X, lo que da como resultado 3 054 815 472 pares de bases de ADN nuclear, junto con 16 569 -pb genoma mitocondrial.

Las regiones completadas y secuenciadas ahora incluyen todos los conjuntos de satélites centroméricos, brazos cortos de cromosomas acrocéntricos y duplicaciones segmentarias recientes, lo que abre estas regiones previamente desconocidas a estudios funcionales y variacionales complejos.

En cierto modo, esta es la primera vista meticulosa de nuestra plantilla de ADN humano. Los métodos de lectura larga antes mencionados han abierto la puerta a la comprensión de los segmentos más pesados ​​y ricos en repeticiones del genoma humano.

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Hacia la medicina personalizada

Todavía estamos muy lejos de la secuenciación del genoma completo a nivel individual, pero esto ahora informará los estudios de enfermedades relacionadas con el genoma heterocromático, principalmente el cáncer asociado con anomalías del centrómero (el centrómero es una región cromosómica constreñida que lo separa en una porción corta y un brazo largo).

“Este 8% del genoma no se ha descuidado por falta de importancia sino por limitaciones tecnológicas”, afirma el grupo de investigación en su estudio pionero. La ciencia papel.

“La secuenciación de lectura larga de alta precisión finalmente ha eliminado esta barrera tecnológica, permitiendo estudios integrales de la variación genómica en todo el genoma humano, lo que debería conducir a futuros descubrimientos en el campo de la salud y la enfermedad genómica humana”, agregan.

De cualquier manera, este estudio (y los esfuerzos de investigación que lo acompañan) tendrán un impacto sustancial en el análisis del genoma y es un paso importante hacia la construcción de modelos que representen el código genético de la humanidad. Beneficiarnos a todos también abrirá la puerta a la medicina personalizada y la edición del genoma en el futuro.