Los investigadores afirman que han clasificado la integridad del genoma humano

aUn grupo internacional de científicos dice que ha clasificado la totalidad del genoma humano, incluidas las partes que se omitieron de la secuencia del primer genoma humano hace dos décadas.

La afirmación, si se mantiene, va más allá del Proyecto Genoma Humano: el logro del genoma de Celera en el césped de la Casa Blanca en 2000 cuando anunciaron la secuencia del primer proyecto Genoma Humano. Ese proyecto histórico, y las subsecuentes secuencias de ADN humano, todos perdieron alrededor del 8% del genoma.

La secuencia del nuevo genoma llena estos vacíos utilizando nueva tecnología. Tiene varias limitaciones, incluido el tipo de serie de células que los investigadores han utilizado para acelerar sus esfuerzos.

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Fue trabajo detalles el 27 de mayo con publicación iniciales decir, aún no se ha revisado para las calificaciones.

«Solo estás tratando de profundizar en esta última oscuridad del genoma humano», dijo Karen Miga, investigadora de la Universidad de California en Santa Cruz, quien dirigió el consorcio internacional que formó la secuencia. «Nunca se ha hecho antes, nunca se ha hecho antes, es difícil».

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Miga enfatizó que no consideraría oficial el anuncio hasta que el periódico fuera revisado y publicado en una revista médica.

Los investigadores dicen que el nuevo genoma es un salto adelante, posible gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación de ADN desarrolladas por dos empresas del sector privado, Pacific Biosciences de Menlo Park, California, también conocida como PacBio, Oxford Nanopore, Oxford, de Science Park. Sus tecnologías de lectura de ADN en el Reino Unido tienen ventajas muy distintas sobre las herramientas que durante mucho tiempo se han considerado el estándar de oro para los investigadores.

Juan Byrne, subdirector general del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, calificó el resultado de un «recorrido técnico». Los artículos originales del genoma se codificaron cuidadosamente porque no ordenaban cada molécula de ADN de un extremo al otro, dijo. «Lo que ha hecho este grupo demuestra que al final pueden hacerlo». «Es importante para la investigación futura», dijo, «porque muestra lo que es posible».

George Orch Church, un biólogo de Harvard y pionero de la secuencia, calificó el trabajo de «muy importante». Dijo que le gusta mencionar en su discurso que hasta el momento nadie ha clasificado todo el genoma de la columna. Algo que ya no está bien si se aprueba el nuevo trabajo.

Una posible pregunta sin respuesta. ¿Qué importancia tienen estas piezas faltantes del rompecabezas humano? El consorcio dijo que había aumentado su base de ADN de 2,92 mil millones a 3,05 mil millones, un aumento del 4,5%. Pero el número de genes aumentó solo un 0,4%, llegando a 19969. Esto no significa que los investigadores enfaticen que el trabajo no puede conducir a otras ideas nuevas, incluida la regulación de los genes.

La secuencia de ADN utilizada no es de una persona, sino de un lunar hidatídico que creció en el útero de una mujer cuando un espermatozoide fertilizó un óvulo no nucleado. Esto significaba que contenía 23 cromosomas, como un espermatozoide o un óvulo, no 46.

Los investigadores seleccionaron estas células, que se almacenaron en el laboratorio, ya que simplificaron aún más el esfuerzo computacional para crear la secuencia de ADN. El diseño original del genoma, creado en 2003, también contenía solo 23 cromosomas, pero a medida que la tecnología de secuenciación de ADN se ha vuelto barata y simple, los investigadores tienden a secuenciar los 46 cromosomas.

A Elaine Mardis, directora ejecutiva del Instituto de Medicina Genómica del Hospital Infantil Hamazkayin, le preocupaba que, dado que estas líneas celulares se almacenaban en el laboratorio, la nueva información genética podría sufrir mutaciones.«Puede ser principalmente una bagatela que se acumula cuando una línea celular se propaga en cultivo durante muchos años».

Miga dijo que los estudios de líneas celulares han demostrado que se parecen a las células humanas, que los investigadores han utilizado células que se han almacenado congeladas durante muchos años sin reproducirse. Estuvo de acuerdo en que el siguiente paso sería que el grupo intentara secuenciar los 46 cromosomas conocidos como genoma diploide.

¿Por qué se necesitaron 20 años para que se escribiera este último 8% del genoma, incluso cuando el costo de secuenciar el resto del genoma se redujo de $ 300 millones a $ 300? La respuesta está en el trabajo de las tecnologías de secuenciación de ADN.

Las secuencias de ADN del caballo de trabajo Illuminina toman pequeñas piezas de ADN, las decodifican y vuelven a ensamblar el rompecabezas resultante. Esto funciona bien para la mayoría de los genomas, pero no en áreas donde el código de ADN es el resultado de patrones repetitivos prolongados. Si una supercomputadora tuviera solo pequeños fragmentos, ¿cómo podría ensamblar una secuencia de ADN que duplicara las bases de AGAGAGA en bases? Aquí está el 8% faltante del genoma.

Entre estas regiones «incontrolables» se encontraba una de las estructuras más reconocibles en biología. Si alguna vez ha mirado los cromosomas (recuerde la biología de la escuela secundaria), parecen cables unidos. Estos nodos son centrómeros, haces de ADN que mantienen unidos los cromosomas. Desempeñan un papel clave en la división celular. Y están llenos de repeticiones.

De hecho, fueron los centrómetros los que hicieron que Miga quisiera ver estas áreas faltantes.

«¿Por qué las regiones que son tan fundamentales para la vida, tan fundamentales para el funcionamiento de la célula, están ubicadas en las partes de nuestro genoma que son estos mares gigantes en tándem?» recuerda que como alumno de la clase preguntó:

Fue esta pregunta la que lo llevó, luego de discutirlo con Adam Philippi, investigador de los Institutos Nacionales de Salud, a proponer su iniciativa actual, denominada Telomere 2 Telomere Consortium, después de los telómeros, que son los extremos del cromosoma, en 2019. Fueron coautores de Evan E., quien había estado preocupado por la falta de partes del genoma durante años.

El trabajo fue posible porque las tecnologías Oxford Nanopor N PacBio no cortan el ADN en piezas de rompecabezas. Tecnología nanoporosa de Oxford La molécula de ADN pasa a través de un pequeño orificio, lo que da como resultado una secuencia muy larga. La tecnología PacBio utiliza láseres para estudiar la misma secuencia de ADN una y otra vez, creando una lectura que puede ser muy precisa. Ambos son más costosos que la tecnología Illumina existente.

Las empresas están en una carrera candente. Los investigadores dicen que la precisión de la tecnología PacBio es invaluable para este proyecto, y utilizaron Oxford Nanopore para terminar algunas áreas. Pero Oxford Nanopore ya promete una tecnología nueva y más utilizable. «PacBio tiene una ventaja aquí y ahora, pero no está claro cuánto tiempo podrán mantenerla», dijo Michael Shatz, profesor asociado de la Universidad Michael Hopkins.

Todos los investigadores hablaron sobre la visión del futuro, cuando en lugar de usar un genoma de referencia, reunirían cientos de genomas completos diferentes que están interconectados, son étnicamente diversos y podrían usarse como referencias. Miga también ayuda con eso. Y este es solo un paso en esa dirección.

Pero hasta ahora, dice Shats, siempre ha habido preguntas sobre lo que falta. «Ahora finalmente tenemos la información correcta», dijo. «Tenemos la tecnología adecuada».