N.91 – Primera secuencia completa del cromosoma

Dos recientes artículos de la revista Nature tratan sobre la secuenciacion y análisis del cromosoma Y, vinculado al sexo masculino y el último que faltaba secuenciar de los 24 que tenemos los humanos. La presente reseña se refiere a cada uno de dichos artículos.

1.- Primer artículo: Estudio dirigido por el Consorcio Telómero a Telómero (T2T) EE.UU.: Completar el cromosoma Y con base en una muestra aportada por un único individuo (1.1.) (1.2.)

Uno de los estudios está dirigido por el Consorcio Telómero a Telómero (T2T), financiado por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de los NIH de EE UU. Los autores presentan la nueva secuencia, que rellena lagunas en más del 50% del cromosoma Y de referencia utilizado hasta ahora. Este avance revela importantes características genómicas, con implicaciones para la fertilidad, como los factores que intervienen en la producción de esperma y en enfermedades como el cáncer. La muestra fue aportada por “un único individuo, al que nos referimos con el id HG002, que generosamente dio su consentimiento para las investigaciones”, explica a SINC Monika Cechova, de la Universidad de California en Santa Cruz (EE UU.); una de las autoras y miembro del T2T.

“Anteriormente, se disponía de 57.264.655 pares de bases, pero aproximadamente la mitad (30.812.366) eran de secuencia desconocida. Así es que, en lugar de secuencias compuestas por cuatro letras A-C-G-T (adenina, citosina, guanina y timina), solo teníamos largos tramos sin concretar”, apunta la investigadora, quien subraya: “Ahora tenemos 62.460.029 pares de bases y ningún hueco (aunque cabe tener en cuenta que el tamaño de los cromosomas Y varía de un individuo a otro)”.

Además de añadir 30 millones de pares de bases al cromosoma Y de referencia, se presentan estructuras completas de varias familias de genes y se identifican 41 nuevos codificadores de proteínas. Los resultados también revelan secuencias del cromosoma Y humano previamente desconocidas que se habían clasificado erróneamente como bacterianas.

Completar el cromosoma más desconocido

Cuando hace 20 años se completó la primera secuencia del genoma humano, quedaron lagunas en las secuencias de los 24 cromosomas. Pero a diferencia de los vacíos esparcidos por el resto de la secuencia del genoma –cubiertos por el consorcio T2T el año pasado–, más de la mitad de la secuencia del cromosoma Y seguía siendo un misterio.

Modernas técnicas de secuenciación permitieron superar el reto del cromosoma Y. Si bien todos los cromosomas tienen algunas regiones repetitivas, el Y es particularmente repetitivo, por lo que su secuencia era muy difícil de completar. “Ensamblar los datos de secuenciación es como intentar leer un libro largo cortado en tiras. Si todas las líneas del libro son únicas y diferentes, es más fácil determinar su orden, pero si las mismas frases se repiten miles o millones de veces, el orden original de las tiras es mucho menos claro”. “Unos 30 millones de letras del cromosoma Y son secuencias repetitivas. Es como si se repitieran las mismas frases durante la mitad de la longitud del libro”. Para abordar este reto, el consorcio T2T aplicó nuevas tecnologías de secuenciación de ADN y métodos avanzados para ensamblar secuencias.

“La mayor sorpresa fue lo organizadas que están las repeticiones“, afirma el doctor Adam Phillippy, investigador principal del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano y líder del consorcio T2T.“Casi la mitad del cromosoma está formado por bloques alternos de dos secuencias repetitivas específicas conocidas como “ADN satélite” (formado por grandes fragmentos de ADN no codificante que se repiten en tandem).

La secuencia completa del cromosoma Y también muestra importantes características de interés médico, particularmentre en el campo de la fertilidad humana, como el llamado ‘factor de azoospermia’, un tramo de ADN que contiene varios genes que intervienen en la producción de esperma.