Tras 20 años de la finalización del Proyecto Genoma Humano, el consorcio internacional HGSVC logra el hito de secuenciar 64 genomas humanos a una resolución sin precedentes. El trabajo, que cuenta con participación del CiMUS de la USC, se publica en la revista Science. La investigación abre el camino a la siguiente generación de estudios sobre variación genética y constituye un importante paso hacia la medicina genómica al revelar la cara oculta del genoma y ampliar el conocimiento sobre la diversidad genética antes oculta en el ADN de las poblaciones humanas.

El consorcio internacional HGSVC, liderado por investigadores de la Universidad de Washington, el Centro Europeo de Biología Molecular (EMBL), el Laboratorio Jackson y la Universidad de Düsseldorf, empleó tecnologías de secuenciación del ADN de última generación para conseguir explorar los rincones más recónditos de los cromosomas humanos. Estas regiones, conocidas en la jerga genómica con el nombre de `ADN repetitivo´, a pesar de ser ricas en variación genética, permanecían ocultas debido a su naturaleza iterativa.

Más de 100.000 variantes estructurales identificadas

En total, los investigadores exploraron con una resolución sin precedentes, 64 genomas de personas con una ancestría muy diversa (Europa, América, Asia, África y Oceanía). Se identificaron más de 100.000 variantes estructurales, mutaciones de mayor escala que afectan a porciones notables de nuestros cromosomas, alterando o reorganizando nuestro código genético.

Esto supone casi tres veces más variantes detectadas por individuo si lo comparamos con estudios previos. Entre todas estas variantes, se descubrieron nuevas mutaciones con potencial implicación en enfermedades como la diabetes, las alteraciones cardíacas o el cáncer, que podrían ser específicas de ciertas regiones o grupos poblacionales.

Reconstrucción del genoma masculino y femenino

Otro de los principales avances de este trabajo es que ha sido capaz de reconstruir para cada individuo tanto el genoma masculino como el femenino. "Los seres humanos tenemos dos conjuntos de cromosomas que recibimos de nuestros progenitores. Los estudios hasta la fecha no habían sido capaces de determinar qué parte de la variación genética procede de un conjunto o del otro", explica Jan Korbel, investigador principal del EMBL y co-líder de este estudio.

Los investigadores Jose Tubío y Martín Santamarina de la USC, en colaboración con Bernardo Rodriguez-Martin, investigador del EMBL y co-primer autor de este trabajo, han contribuido mediante el estudio de los elementos genéticos conocidos como retrotransposones, o coloquialmente "genes saltarines".

Su trabajo aporta nuevas perspectivas sobre el papel mutagénico de los retrotransposones de tipo L1 y SVA, entidades parásitas / simbiontes que se adaptaron a residir en nuestro genoma, y que en ocasiones son causa de enfermedades y trastornos genéticos. Martín Santamarina explica que "llevamos dos años desarrollando las herramientas bioinformáticas necesarias para analizar los datos procedentes de estas nuevas tecnologías de secuenciación. Pocos grupos en el mundo tienen acceso a este tipo de datos y la experiencia necesaria para trabajar con ellos. Por ello, este proyecto ha sido una gran oportunidad para nosotros".

En particular, los investigadores identificaron y dataron la edad de copias L1 altamente mutagénicas, lo que llevó a un hallazgo sorprendente. En palabras de Bernardo Rodriguez-Martin: "es increíble que a pesar de que estas secuencias se originaron hasta hace incluso 3 millones de años, algunas de ellas continúan siendo altamente activas, mutando el genoma humano y ocasionalmente produciendo enfermedades como el cáncer". Además de estimar la edad y procedencia de algunos de sus miembros más activos, los investigadores estudiaron el grado de conservación de su "maquinaria interna" (sus genes) y otros aspectos de su biología, como su propensión para arrastrar consigo en sus saltos a otras secuencias de los cromosomas humanos.

Según Jose Tubío, "es probable que en un futuro no muy lejano el genoma de cada individuo sea resuelto y esta información se utilice de manera rutinaria en la clínica. A día de hoy secuenciar cada uno de estos genomas supone unos 15.000€. Sin embargo, es menos de la mitad que hace dos años." Estos avances, constatan por tanto que probablemente estemos ante los inicios de una nueva era en la medicina basada en la recolección de una ingente cantidad datos biomédicos y su aplicación en la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades".