Hito científico: publican la secuencia completa del cromosoma sexual masculino por primera vez

El cromosoma Y, asociado con el desarrollo de los caracteres sexuales masculinos, ha supuesto un reto para el consorcio de investigadores del proyecto 'Telomere-to-Telomere (T2T)', encargados de desentrañar el genoma humano. Ahora, esta última pieza del puzle ha quedado resuelta, según publica la revista Nature: completar la secuenciación de esta región del ADN permite añadir 30 millones de nuevas bases genéticas de referencia, revela 41 nuevos genes codificadores de proteínas, y abre innovadoras vías de investigación médica, científica y antropológica.

"Hace apenas unos años, solo teníamos la mitad de referencias del cromosoma Y humano, se nos resistían sus complejas áreas satélite", explica Monika Cechova, investigadora de ingeniería biomolecular en la Universidad de California en Santa Cruz. "Era tan desconcertante que no creíamos que fuera posible", subraya. Ahora, toda esta información está disponible a través de la herramienta 'Genome Browser' de la UCSC, accesible a través de la plataforma de código abierto Github. 

Para analizar el genoma de una persona concreta, se debe comparar con una referencia estándar de ADN para determinar las variantes que posee. Sin embargo, las amplias lagunas presentes en la secuenciación del cromosoma Y han supuesto un obstáculo hasta ahora para encontrar mutaciones y enfermedades asociadas. La complicación de este cromosoma radica en las secuencias de genes dispuestas en palíndromos: se leen igual en cualquier orden, y abarcan más de un millón de pares de bases. 

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Además, el ADN satélite al que se refiere Cechova corresponde a amplias regiones de ADN muy repetitivo que no codifica proteínas. En el cromosoma Y se encuentran dos de estas zonas entrelazadas, los que complica aún más el trabajo. Los avances en la tecnología de secuenciación y los nuevos métodos de ensamblaje computacional, sin embargo, han logrado extraer la información significativa del volumen bruto de datos. Por ejemplo, en qué punto la secuencia palindrómica se invierte. 

Según precisan los autores del estudio, el cromosoma Y contiene relativamente pocos genes en comparación con otros, pero son "complejos y dinámicos", responsables de codificar funciones principales como la espermatogénesis, la producción seminal. Además, su compleja estructura ha permitido que este cromosoma sea el que evoluciona más rápidamente de entre todos los del genoma humano, e incluso en comparación con el ADN. Esto implica enormes variaciones: una persona puede tener 40 copias de un mismo gen y otra 19, sin que ello suponga trastornos.

Desde el punto de vista de la investigación evolutiva, por otra parte, el cromosoma Y se hereda de generación en generación en un grupo de material genético que sufre muy pocas recombinaciones por factores externos. Al contrario, el cromosoma X se recombina e intercambia material frecuentemente con otros genes. Esta nueva visión del cromosoma sexual masculino va a permitir rastrear el ADN generacional legado de una población a otra, y determinar cuándo y dónde se han producido las variantes.

Los 30 millones de nuevas bases añadidas a la referencia permitirán también investigar la evolución del genoma. Se ha demostrado que hay personas que llegan a perder parte o la totalidad de ese material genético a medida que envejecen, pero se desconoce tanto el motivo por el que ocurre como las consecuencias a largo plazo. Este es uno de los misterios que puede dilucidar la secuenciación completa de la referencia, así como otros trastornos como la baja producción de esperma que llevan a la infertilidad.

Una visión más completa

Finalmente, los investigadores esperan poder incorporar sus hallazgos en el futuro al proyecto del pangenoma humano, una nueva referencia genómica que combina la información de múltiples personas con diversos linajes ancestrales. El objetivo es garantizar que la investigación científica y médica tenga en cuenta la diversidad de las diferentes poblaciones humanas y evitar la desigualdad de cara al diagnóstico de enfermedades, y la aparición de efectos secundarios desfavorables en los tratamientos por no haberlos ensayado con una muestra lo bastante amplia.

Así, los autores del trabajo esperan poder incorporar las secuencias completas de cromosomas Y en los genomas individuales que conforman el pangenoma. Esto permitirá rastrear cómo se ha ido modificando en función de las probabilidades, y proporcionar un punto de referencia más completo. "Al crear y compartir estos importantes catálogos de diferencias genéticas en el cromosoma Y, podemos expandir los estudios genéticos de las enfermedades humanas y aumentar muestro conocimiento sobre la biología básica", concluyen.