Investigadors generen la primera seqüència completa i sense buits d'un genoma humà

Un consorci internacional de científics ha publicat la primera seqüència completa i sense buits d’un genoma humà, dos dècades després que el Projecte Genoma Humà produís el primer esborrany de la seqüència del genoma humà. Segons els investigadors, disposar d’una seqüència completa i sense buits dels aproximadament 3.000 milions de bases (o "lletres") del nostre ADN és fonamental per comprendre tot l’espectre de la variació genòmica humana i per entendre les contribucions genètiques a determinades malalties.

El treball, publicat a la revista 'Science', va ser realitzat pel consorci Telómero a Telómero (T2T), amb el lideratge d’investigadors de l’Institut Nacional d’Investigació del Genoma Humà (NHGRI), part dels Instituts Nacionals de Salut; la Universitat de California Santa Cruz i la Universitat de Washington (Estats Units). El NHGRI va ser el principal finançador de l’estudi.

L’anàlisi de la seqüència completa del genoma contribuirà significativament al nostre coneixement dels cromosomes, incloent mapes més precisos de cinc braços cromosòmics, la qual cosa obre noves línies d’investigació que ajuden a respondre preguntes de biologia bàsica sobre com els cromosomes se segreguen i divideixen adequadament.

El consorci T2T va utilitzar la seqüència del genoma, ara completa, com a referencia per descobrir més de 2 milions de variants addicionals en el genoma humà. Aquests estudis proporcionen informació més precisa sobre les variants genòmiques dins de 622 gens d’importància mèdica. "La generació d’una seqüència del genoma humà veritablement completa representa un èxit científic increïble, ja que proporciona la primera visió completa del nostre ADN --explica el doctor Eric Green, director del NHGRI--. Aquesta informació fonamental reforçarà els nombrosos esforços en curs per comprendre tots els matisos funcionals del genoma humà, la qual cosa al seu torn potenciarà els estudis genètics de les malalties humanes."

La seqüència del genoma humà, ara completa, serà especialment valuosa per als estudis que pretenen establir una visió global de la variació genòmica humana, o de les diferències en l’ADN de les persones. Aquests coneixements són vitals per comprendre les contribucions genètiques a determinades malalties i per utilitzar la seqüència del genoma com a part rutinària de l’atenció clínica en el futur. Molts grups d’investigació ja han començat a utilitzar una versió prèvia a la publicació de la seqüència completa del genoma humà per a les seues investigacions.

La seqüenciació completa es basa en el treball del Projecte Genoma Humà, que va cartografiar prop del 92% del genoma, i en les investigacions realitzades des d’aleshores. Milers d’investigadors han desenvolupat millors eines de laboratori, mètodes computacionals i enfocaments estratègics per desxifrar la complexa seqüència. A 'Science' es publiquen sis articles que inclouen la seqüència completa, juntament amb altres articles complementaris en algunes altres revistes.

Aquest últim 8% inclou nombrosos gens i l’ADN repetitiu i la seua mida és comparable al d’un cromosoma sencer. Els investigadors van generar la seqüència completa del genoma utilitzant una línia cel·lular especial que té dos còpies idèntiques de cada cromosoma, a diferència de la majoria de les cèl·lules humanes, que porten dos còpies lleugerament diferents.

Els investigadors van observar que la majoria de les noves seqüències de l’ADN afegides es trobaven a prop dels telòmers repetitius (extrems llargs i finals de cada cromosoma) i dels centròmers (seccions denses del centre de cada cromosoma). "Des que es va obtenir el primer esborrany de la seqüència del genoma humà, determinar la exacta de regions genòmiques complexes ha estat un repte --afirma el doctor Evan Eichler, investigador de la Facultat de Medicina de la Universitat de Washington i copresident del consorci T2T-. Estic encantat que hàgim aconseguit el treball. El projecte complet revolucionarà la forma en què pensem sobre la variació genòmica humana, les malalties i l’evolució".

El cost de la seqüenciació d’un genoma humà mitjançant tecnologies de "lectura curta", que proporcionen diversos centenars de bases de la seqüència de l’ADN alhora, és de només uns centenars de dòlars, havent disminuït considerablement des del final del Projecte Genoma Humà. Tanmateix, l’ús d’aquests mètodes de lectura curta per si sols continua deixant algunes llacunes en les seqüències genòmiques acoblades. L’enorme descens dels costos de seqüenciació de l’ADN ve acompanyat d’un augment de les inversions en noves tecnologies de seqüenciació de l’ADN per generar lectures de seqüències de l’ADN més llargues sense comprometre la precisió.

En l’última dècada, van sorgir dos noves tecnologies de seqüenciació de l’ADN que produeixen lectures de seqüències molt més llargues. El mètode de seqüenciació de l’ADN Oxford Nanopore pot llegir fins un milió de lletres de l’ADN en una sola lectura amb una precisió modesta, mentre que el mètode de seqüenciació de l’ADN PacBio HiFi pot llegir unes 20.000 lletres amb una precisió gairebé perfecta. Els investigadors del consorci T2T van utilitzar ambdós mètodes de seqüenciació de l’ADN per generar la seqüència completa del genoma humà.

"Gràcies als mètodes de lectura llarga, hem aconseguit avanços en la nostra comprensió de les parts més difícils i riques en repeticions del genoma humà --subratlla afirma la doctora Karen Miga, copresidenta del consorci T2T, el grup d’investigació del qual a la Universitat de Califòrnia, Santa Creu, està finançat pel NHGRI--. Aquesta seqüència completa del genoma humà ja ha proporcionat nous coneixements sobre la biologia del genoma, i espero amb interès la pròxima dècada de descobriments sobre aquestes regions acabades de revelar".

Segons el copresident del consorci, el doctor Adam Phillippy, el grup d’investigació del qual en el NHGRI va dirigir l’esforç d’acabat, la seqüenciació del genoma complet d’una persona hauria de ser menys costosa i més senzilla en els propers anys. "En el futur, quan se seqüenciï el genoma d’una persona, podrem identificar totes les variants del seu ADN i utilitzar aquesta informació per orientar millor la seua atenció sanitària --apunta Phillippy--. Acabar realment la seqüència del genoma humà ha estat com posar-se unes ulleres noves. Ara que podem veure tot amb claredat, estem un pas més a prop d’entendre el que significa tot".