Un consorcio internacional de científicos publicou a primeira secuencia completa e sen ocos dun xenoma humano, dúas décadas despois de que o Proxecto Xenoma Humano producise o primeiro borrador da secuencia do xenoma humano.
Segundo os investigadores, dispor dunha secuencia completa e sen ocos dos aproximadamente 3.000 millóns de bases (ou "letras") do noso ADN é fundamental para comprender todo o espectro da variación xenómica humana e para entender as contribucións xenéticas a determinadas enfermidades.
O traballo, publicado na revista Science, foi realizado polo consorcio Telómero a Telómero (T2T), co liderado de investigadores do Instituto Nacional de Investigación do Xenoma Humano (NHGRI), parte dos Institutos Nacionais de Saúde; a Universidade de California Santa
A análise da secuencia completa do xenoma contribuirá significativamente ao noso coñecemento dos cromosomas, incluíndo mapas máis precisos de cinco brazos cromosómicos, o que abre novas liñas de investigación. Isto axuda a responder a preguntas de bioloxía básica sobre como os cromosomas se segregan e dividen adecuadamente.
O consorcio T2T utilizou a secuencia do xenoma, agora completa, como referencia para descubrir máis de 2 millóns de variantes adicionais no xenoma humano. Estes estudos proporcionan información máis precisa sobre as variantes xenómicas dentro de 622 xenes de importancia médica.
"A xeración dunha secuencia do xenoma humano verdadeiramente completa representa un logro científico incrible, xa que proporciona a primeira visión completa do noso ADN –explica o doutor Eric Green, director do NHGRI–. Esta información fundamental reforzará os numerosos esforzos en curso para comprender todos os matices funcionais do xenoma humano, o que á súa vez potenciará os estudos xenéticos das enfermidades humanas".
A secuencia do xenoma humano, agora completa, será especialmente valiosa para os estudos que pretenden establecer unha
Estes coñecementos son vitais para comprender as contribucións xenéticas a determinadas enfermidades e para utilizar a secuencia do xenoma como parte rutineira da atención clínica no futuro. Moitos grupos de investigación xa empezaron a utilizar unha versión previa á publicación da secuencia completa do xenoma humano para as súas investigacións.
A secuenciación completa baséase no traballo do Proxecto Xenoma Humano, que cartografió cerca do 92% do xenoma, e nas investigacións realizadas desde entón. Miles de investigadores desenvolveron mellores ferramentas de laboratorio, métodos computacionales e enfoques estratéxicos para descifrar a complexa secuencia. En Science publícanse seis artigos que abarcan a secuencia completa, xunto con outros artigos complementarios en varias outras revistas.
Ese último 8% inclúe numerosos xenes e ADN repetitivo e o seu tamaño é comparable ao dun cromosoma enteiro. Os investigadores xeraron a secuencia completa do xenoma utilizando unha liña celular especial que ten dúas copias idénticas de cada cromosoma, a diferenza da maioría das células humanas, que levan dúas copias lixeiramente diferentes.
Os investigadores observaron que a maioría das novas secuencias de ADN engadidas atopábanse preto dos telómeros repetitivos (extremos longos e finais de cada cromosoma) e dos centrómeros (seccións densas do centro de cada cromosoma).
"Desde que se obtivo o primeiro borrador da secuencia do xenoma humano, determinar a secuencia exacta de rexións xenómicas complexas foi un reto –afirma o doutor Evan Eichler, investigador da Facultade de Medicina da Universidade de Washington e copresidente do consorcio T2T–. Estou encantado de que consigamos o traballo. O proxecto completo vai revolucionar a forma en que pensamos sobre a variación xenómica humana, as enfermidades e a evolución".
O custo da secuenciación dun xenoma humano mediante tecnoloxías de lectura "curta", que proporcionan varios centos de bases da secuencia de ADN á vez, é de só uns centos de dólares, diminuíndo considerablemente desde o final do Proxecto Xenoma Humano.
Con todo, o uso destes métodos de lectura curta por si sos segue deixando algunhas lagoas nas secuencias xenómicas ensambladas. O enorme descenso dos custos de secuenciación do ADN vén acompañado dun aumento dos investimentos en novas tecnoloxías de secuenciación do ADN para xerar lecturas de secuencias de ADN máis longas sen comprometer a precisión.
Na última década, xurdiron dúas novas tecnoloxías de secuenciación de ADN que producen lecturas de secuencias moito máis longas. O método de secuenciación de ADN Oxford Nanopore pode ler ata un millón de letras de ADN nunha soa lectura cunha precisión modesta, mentres que o método de secuenciación de ADN PacBio HiFi pode ler unhas 20.000 letras cunha precisión case perfecta. Os investigadores do consorcio T2T utilizaron ambos os métodos de secuenciación de ADN para xerar a secuencia completa do xenoma humano.
"Grazas aos métodos de lectura longa, logramos avances na nosa comprensión das partes máis difíciles e ricas en repeticións do xenoma humano –subliña afirma a doutora Karen Faragulla, copresidenta do consorcio T2T, cuxo grupo de investigación na Universidade de California, Santa Cruz, está financiado polo NHGRI–. Esta secuencia completa do xenoma humano xa proporcionou novos coñecementos sobre a bioloxía do xenoma, e espero con interese a próxima década de descubrimentos sobre estas rexións recentemente reveladas".
Segundo o copresidente do consorcio, o doutor Adam Phillippy, cuxo grupo de investigación no NHGRI dirixiu o esforzo de acabado, a secuenciación do xenoma completo dunha persoa debería ser menos custosa e máis sinxela nos próximos anos.
"No futuro, cando se secuencie o xenoma dunha persoa, poderemos identificar todas as variantes do seu ADN e utilizar esa información para orientar mellor a súa atención sanitaria –apunta Phillippy–. Terminar realmente a secuencia do xenoma humano foi como porse unhas lentes novas. Agora que podemos ver todo con claridade, estamos un paso máis preto de entender o que significa todo".
