Científicos do CiMUS toman parte nunha investigación internacional que desvela a cara oculta do xenoma

Os científicos da USC José Tubío e Martín Santamarina tomaron parte na secuenciación de 64 xenomas humanos a unha resolución sen precedentes. O traballo, que acaba de publicarse na revista  Science, abre o camiño á seguinte xeración de estudos sobre variación xenética e constitúe un importante paso ao revelar a cara oculta do xenoma e ampliar o coñecemento sobre a diversidade xenética antes oculta no ADN das poboacións humanas.

O profesor Tubío explica que “é probable que nun futuro non moi afastado o xenoma de cada individuo sexa resolvido e esta información se utilice de maneira rutineira na clínica. A día de hoxe, secuenciar cada un destes xenomas supón uns 15.000 euros. Con todo, é menos da metade que hai dous anos”. Estes avances constatan, por tanto, que probablemente esteamos ante “os inicios dunha nova era na medicina baseada na recolección dunha inxente cantidade datos biomédicos e a súa aplicación na prevención, diagnóstico e tratamento de enfermidades”, apunta.

ADN repetitivo

O consorcio internacional HGSVC, liderado por investigadores da Universidade de Washington, o Centro Europeo de Bioloxía Molecular (EMBL), o Laboratorio Jackson e a Universidade de  Düsseldorf, empregou tecnoloxías de secuenciación do ADN de última xeración para conseguir explorar os recunchos máis recónditos dos cromosomas humanos. Estas rexións, coñecidas na xerga xenómica co nome de “ADN repetitivo”, a pesar de ser ricas en variación xenética, permanecían ocultas debido á súa natureza iterativa.

En total, os investigadores exploraron cunha resolución sen precedentes, 64 xenomas de persoas cunha ancestría moi diversa (Europa, América, Asia, África e  Oceanía). Identificáronse máis de 100.000 variantes estruturais, mutacións de maior escala que afectan a porcións notables dos nosos cromosomas, alterando ou reorganizando o noso código xenético. Isto supón case tres veces máis variantes detectadas por individuo se o comparamos con estudos previos. Entre todas estas variantes, descubríronse novas mutacións con potencial implicación en enfermidades como a diabetes, as alteracións cardíacas ou o cancro, que poderían ser específicas de certas rexións ou grupos poboacionais.

Outro dos principais avances deste traballo é que foi capaz de reconstruír para cada individuo tanto o xenoma masculino como o feminino. “Os seres humanos temos dous conxuntos de cromosomas que recibimos dos nosos proxenitores. Os estudos ata a data non foran capaces de determinar que parte da variación xenética procede dun conxunto ou do outro”, explica Jan Korbel, investigador principal do  EMBL e  co-líder deste estudo.

Xenes saltaríns

Os investigadores Jose Tubío e Martín Santamarina do Centro Singular de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas da USC (CiMUS) , en colaboración con Bernardo  Rodríguez-Martín, investigador do  EMBL e  co-primeiro autor deste traballo, contribuíron mediante o estudo dos elementos xenéticos coñecidos como  retrotransposóns ou “xenes  saltaríns”, en terminoloxía máis coloquial.

O seu traballo achega novas perspectivas sobre o papel mutaxénico dos  retrotransposóns de tipo  L1 e SVA, entidades  parásitas/simbiontes que se adaptaron a residir no noso xenoma, e que en ocasións son causa de enfermidades e trastornos xenéticos. Martín Santamarina explica que “levamos dous anos desenvolvendo as ferramentas  bioinformáticas necesarias para analizar os datos procedentes destas novas tecnoloxías de  secuenciación. Poucos grupos no mundo teñen acceso a este tipo de datos e a experiencia necesaria para traballar con eles. Por iso, este proxecto foi unha gran oportunidade para nós”.

En particular, os investigadores identificaron e dataron a idade de copias  L1 altamente  mutaxénicas, o que levou a un achado sorprendente. En palabras de Bernardo  Rodriguez-Martin, “é incrible que a pesar de que estas secuencias orixináronse ata hai mesmo tres millóns de anos, algunhas delas continúan sendo altamente activas, mutando o xenoma humano e ocasionalmente producindo enfermidades coma o cancro”. Ademais de estimar a idade e procedencia dalgúns dos seus membros máis activos, os investigadores estudaron o grao de conservación da súa “maquinaria interna” (os seus xenes) e outros aspectos da súa bioloxía, como a súa propensión para arrastrar consigo nos seus saltos a outras secuencias dos cromosomas humanos.