Revolución en la biología por la vía del genoma más completo

La versión más completa del genoma humano acaba de ser publicada, 21 años después de que las palabras “genoma humano” se convirtieran en titulares a toda página cuando se anunció la primera, primitiva, incompleta secuencia de los genes que componen a nuestra especie. En aquel entonces, Celera Genomics y el Human Genome Project dieron uno de los mayores pasos en la historia de la ciencia hacia la comprensión del Homo sapiens. La revista Science anunció el último: una secuencia íntegra, sin lagunas, de la cadena de información genética que nos hace animales únicos en el planeta.

La secuencia del genoma humano publicada en 2001 era breve e incompleta a pesar de su considerable valor para la ciencia. Nunca antes habíamos sabido leer con tanta precisión algunas de las “letras” que componen el libro de instrucciones con el que se formula un ser humano. Pero de ese libro solo teníamos traducidas unas cuantas páginas. Más de un 8 por 100 de la información era invisible, no podía ser leída. Desde entonces, la ciencia se ha esforzado en mejorar la comprensión de esas partes del genoma no reproducibles, consciente de que en ellas debía encontrarse información vital para describir la esencia biológica del ser humano. De especial importancia eran las lagunas de datos sobre zonas de los centrómeros y telómeros (en el centro y en los bordes de los cromosomas) cuya definición era compleja por encontrarse allí largas cadenas de datos repetidas.

Descifrar el genoma de cualquier especie es una tarea ardua. Se parece a destrozar un ejemplar de El Quijote dividiendo cada frase en fragmentos y luego tratar de recomponer la obra como un puzle. En muchas ocasiones aunque sepamos leer una pieza nos será imposible saber en qué posición va.

La versión del genoma anterior a la ayer presentada (GRCh38.p14) que ha servido de referencia desde hace más de siete años, contenía millones de bases (piezas) representadas por una N que significaba que los genes presentes en ese espacio no eran conocidos. Ahora esas incógnitas se han despejado.

La nueva secuencia de referencia, a la que ha contribuido un equipo de científicos de numerosas instituciones internacionales, procede una sola muestra humana lo cual no quiere decir que proceda de una sola persona. El ADN estudiado se ha obtenido en una línea celular derivada de un amasijo de células conocido como mola hidatiforme o embarazo molar. Se trata de una masa o tumor que se forma en ocasiones en el útero de una mujer al comienzo del embarazo, cuando un óvulo pierde su propio núcleo que contiene el genoma pero acaba siendo fertilizado por un espermatozoide. El resultado es un ramillete de células que tiene una copia exacta de cada uno de los 23 cromosomas de nuestra especie producidos por la duplicación del material genético del espermatozoide. Este hecho convierte a este tipo de material en una fuente muy útil de investigación genética. El genoma ahora secuenciado procede del esperma de un hombre de ascendencia europea.

Cerca del 90 por 100 de la nueva información obtenida mediante este procedimiento se refiere a ADN relacionado con los centrómeros, precisamente una de esas regiones incógnita de nuestro genoma. Los centrómeros son áreas del cromosoma especialmente farragosas. En palabras de Charles Langley, de la universidad de California en Davis y uno de los firmantes del trabajo “a los jóvenes biólogos les recomendamos que huyan de los centrómeros si no quieren volverse locos”.

Pero recientemente esta parte de nuestras células ha ganado importancia científica. Sabemos que en ellos reside la maquinaria que separa los pares de cromosomas durante la meiosis (la formación del espermatozoide y el óvulo) para que cada parte aporte su mitad del genoma a la futura criatura. Es una región vital en la herencia genética que, además, contiene grandes cantidades de heteorcromatina (regiones del ADN muy densas y compactas con gran cantidad de información heredable). De alguna manera son la biblioteca con más referencias para secuenciar todas las letras del ADN.

La nueva versión del genoma abre por primera vez la puerta a esta biblioteca donde se supone que reside el secreto de por qué unos genes se activan y otros se desactivan en diferentes partes del genoma.

Tener una versión completa del genoma que sirva de referencia es una herramienta fundamental para el desarrollo de la biomedicina. La nueva secuencia ayudará a los investigadores a interpretar mejor la variación genética que portamos cada uno de los individuos, sobre todo en esas áreas en las que hasta ahora no teníamos en espejo en el que reflejarnos. En medicina, estas variaciones pueden ser una fuente importante de información sobre nuestra propensión a padecer ciertas enfermedades o el mejor modo de atajarlas. Por ejemplo, resulta de especial interés conocer mejor la región de expresión del gen SMN, un gen neuromotor que, cuando muta, es causante de ciertas enfermedades neuromusculares. Y la recepción de nueva información desde los centrómeros puede ser vital para entender enfermedades que se relacionan con las primeras fases de división celular.

Pero además de su importancia clínica, la publicación abre la puerta hacia la respuesta de una pregunta que aún intriga a los científicos: ¿Qué es lo que nos hace humanos? Algunos de los genes que ahora han sido iluminados podrían ser responsables de fenómenos como el mayor crecimiento del cerebro de los Homo sapiens en comparación con los de otros primates.

Dos décadas después del anuncio de la primera versión de nuestro genoma, la secuencia completa ahora publicada sí que supone, de verdad, la entrada en una nueva era en la historia de la biología.