Primer genoma humano completo listo para fortalecer el análisis genético, muestra un estudio
Crédito: CC0 Public Domain
Junto con el genoma humano recientemente actualizado, que llena los vacíos de larga data para deletrear completamente las más de 3 mil millones de letras que componen nuestro código genético, un estudio complementario separado ha demostrado que puede servir como una plantilla precisa que mejora nuestras capacidades de secuenciación de ADN a pasos agigantados.
Un grupo del consorcio Telómero a telómero (T2T), la iniciativa que completó el genoma, dirigida por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de California, Davis, probó la capacidad del genoma completo para apoyar la secuenciación del ADN de miles de personas. En un nuevo artículo publicado en la revista Science, los investigadores encontraron que corrigió decenas de miles de errores producidos por la interpretación anterior del genoma y fue mejor para el análisis de más de 200 genes de relevancia médica. Los hallazgos sugieren que el genoma de T2T podría impulsar en gran medida la investigación de los trastornos genéticos y que, en el futuro, los pacientes podrían obtener los beneficios de diagnósticos más confiables.
Cuando los médicos e investigadores secuencian el ADN para estudiar o diagnosticar un trastorno genético, utilizan máquinas que producen cadenas de ADN, cada una de las cuales refleja una sección del genoma de un paciente o sujeto de investigación. Luego comparan esas cadenas con una plantilla, llamada genoma de referencia, para tener una idea de en qué orden colocarlas.
«Si secuenciar el ADN es como armar un rompecabezas, entonces el genoma de referencia es como la imagen del rompecabezas terminado en la caja. Te ayuda a guiarte para armar las piezas», dijo el ingeniero biomédico del NIST Justin Zook, coautor del estudio.
El genoma de referencia más avanzado antes de la versión T2T carece del 8 % del genoma, y ciertas secciones, que han resultado difíciles de decodificar para las tecnologías de secuenciación en el pasado, están plagadas de errores.
Estas imperfecciones hicieron que la referencia fuera similar a la imagen de una caja de rompecabezas tener espacios en blanco y mostrar piezas en el lugar equivocado. Pero gracias a los avances tecnológicos y científicos realizados en genómica en las últimas dos décadas, el consorcio T2T pudo completar y limpiar el genoma humano de referencia.
Zook y los otros autores del estudio intentaron mostrar cómo la referencia final marcaría una gran diferencia en la secuenciación del ADN.
El equipo encontró un campo de pruebas para la referencia en el Proyecto 1000 Genomas (1KGP), un esfuerzo internacional que ha acumulado secuencias genómicas genéticamente diversas de miles de personas de cuatro continentes diferentes. En lugar de comenzar desde cero y obtener ADN de nuevos sujetos, los investigadores pudieron juntar los segmentos de ADN ya establecidos por 1KGP.
Los autores usaron programas de computadora para analizar 3202 genomas con la referencia T2T y compararon los resultados del trabajo publicado sobre estos genomas que se realizó con la referencia anterior. Quedó claro que los genomas unidos usando una de las dos referencias diferían mucho en regiones importantes.
El genoma de referencia T2T trajo millones de variaciones genéticas, tramos de ADN que difieren de una persona a otra, para poner de manifiesto que la otra referencia no . Y también eliminó decenas de miles de imperfecciones en secuencias, como variaciones ubicadas incorrectamente. En otras palabras, las nuevas variaciones llenaron los espacios en blanco en la imagen de la caja del rompecabezas y las correcciones mostraron las piezas correctas del rompecabezas donde miles estaban fuera de lugar antes.
«Lo que descubrimos es que esta nueva referencia mejoró la precisión en todos los ámbitos. Entonces, independientemente de la ascendencia del individuo, ya sea africano, caucásico o asiático, la nueva referencia mejoró los resultados para ellos», dijo Zook.
Para comprender las capacidades de la nueva referencia más a fondo, los investigadores intentaron usarlo para identificar la variación en 269 genes con conexiones conocidas o sospechadas con la enfermedad. Estos genes están ocultos en las regiones del genoma que antes eran difíciles de descifrar con precisión.
Los autores redujeron su enfoque a una sola persona caracterizada ampliamente por el Genoma en una botella Consorcio liderado por el NIST, en lugar de miles, para realizar esta prueba. Realizaron un análisis riguroso del genoma de este individuo, que había dado su consentimiento para publicar su código genético, utilizando una serie de potentes tecnologías de secuenciación respaldadas por la nueva referencia, dijo Zook.
Gracias a sus esfuerzos, obtuvieron un punto de referencia genómico una lectura digital de alta precisión del ADN en los genes de interés que puede actuar como una clave de respuesta al evaluar los métodos de secuenciación.
El equipo combinó las referencias con tres tecnologías de secuenciación diferentes cada una. Pero sin importar el enfoque, el genoma de T2T siempre superó a su predecesor, incluso disminuyó el error hasta 12 veces con una tecnología.
El genoma de referencia de T2T completa el mapeo de nuestro plan genético, marcando un hito fundamental en el campo de la genómica. Los investigadores de todo el campo ahora podrán explorar áreas del genoma que estaban fuera de los límites en el pasado y comenzar a comprender cómo se relacionan decenas de genes con diferentes enfermedades. Pero según Zook, aún queda mucho trabajo por hacer antes de que las clínicas lo pongan en práctica.
Según todos los indicios hasta el momento, la referencia T2T es más precisa que la referencia actual. Sin embargo, los investigadores han utilizado la referencia actual para analizar millones de genomas, obteniendo un profundo conocimiento que es esencial para interpretar correctamente los resultados cuando se usa. Los expertos deberán comprender los entresijos de la nueva referencia de la misma manera para seguir adelante.
«Creo que definitivamente habrá mucho más trabajo para comprender la precisión de las secuencias de ADN de muchos individuos». en regiones del genoma que esta referencia ahora hace accesible», dijo Zook.
Explore más
Un nuevo punto de referencia podría mejorar la detección de variantes genéticas relacionadas con la atrofia muscular espinal y otras enfermedades Más información: Sergey Aganezov et al, Un genoma de referencia completo mejora el análisis de la variación genética humana , Ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abl3533. www.science.org/doi/10.1126/science.abl3533 Información de la revista: Science
Proporcionado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología Cita: Primer genoma humano completo preparado para fortalecer el análisis genético, muestra el estudio (2022, 31 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-human-genome-poised-genetic-analysis.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.