Cuando los investigadores compararon las regiones centrom\u00e9ricas de 1.600 personas de todo el mundo, encontraron que aquellos sin ascendencia africana reciente en su mayor\u00eda ten\u00edan dos tipos de variaciones de secuencia. Las proporciones de estas dos variaciones est\u00e1n representadas por las cu\u00f1as negras y grises claras dentro de los c\u00edrculos, que se colocan en el mapa cerca del lugar donde se tomaron muestras de cada grupo de individuos. Los de \u00c1frica u otras \u00e1reas con una gran proporci\u00f3n de personas con ascendencia africana reciente, como el Caribe, ten\u00edan mucha m\u00e1s variaci\u00f3n de secuencia centrom\u00e9rica, representada por las cu\u00f1as multicolores. Tales variaciones podr\u00edan ayudar a rastrear c\u00f3mo evolucionan las regiones centrom\u00e9ricas, as\u00ed como tambi\u00e9n c\u00f3mo estas variantes gen\u00e9ticas se relacionan con la salud y la enfermedad. Cr\u00e9dito: Nicolas Altemose, UC Berkeley. <\/p>\n
Cuando los cient\u00edficos anunciaron la secuencia completa del genoma humano en 2003, se equivocaron un poco. <\/p>\n
De hecho, casi 20 a\u00f1os despu\u00e9s, alrededor del 8 % del genoma nunca se ha secuenciado por completo, en gran parte porque consiste en fragmentos de ADN muy repetitivos que son dif\u00edciles de alinear con el resto.<\/p>\n
Pero un consorcio de tres a\u00f1os finalmente complet\u00f3 ese ADN restante, proporcionando la primera secuencia gen\u00f3mica completa y sin espacios para que los cient\u00edficos y m\u00e9dicos puedan consultarla.<\/p>\n
El genoma reci\u00e9n completado, denominado T2T-CHM13, representa una importante actualizaci\u00f3n del genoma de referencia actual, llamado GRCh38, que utilizan los m\u00e9dicos cuando buscan mutaciones relacionadas con enfermedades, as\u00ed como los cient\u00edficos que analizan la evoluci\u00f3n de la variaci\u00f3n gen\u00e9tica humana.<\/p>\n
Entre otras cosas, el Las nuevas secuencias de ADN revelan detalles nunca antes vistos sobre la regi\u00f3n alrededor del centr\u00f3mero, que es donde los cromosomas se agarran y separan cuando las c\u00e9lulas se dividen, asegurando que cada c\u00e9lula \u00abhija\u00bb herede la cantidad correcta de cromosomas. La variabilidad dentro de esta regi\u00f3n tambi\u00e9n puede proporcionar nueva evidencia de c\u00f3mo evolucionaron nuestros ancestros humanos en \u00c1frica.<\/p>\n
\u00abDescubrir la secuencia completa de estas regiones del genoma que antes faltaban nos dijo mucho sobre c\u00f3mo est\u00e1n organizadas, lo que era totalmente desconocido para muchos cromosomas\u00bb, dijo Nicolas Altemose, becario postdoctoral en la Universidad de California, Berkeley, y coautor de cuatro nuevos art\u00edculos sobre el genoma completo. \u00abAntes, solo ten\u00edamos la imagen m\u00e1s borrosa de lo que hab\u00eda all\u00ed, y ahora es n\u00edtido hasta la resoluci\u00f3n de un solo par de bases\u00bb.<\/p>\n
Altemose es el primer autor de un art\u00edculo que describe las secuencias de pares de bases alrededor del centr\u00f3mero. . Un art\u00edculo que explica c\u00f3mo se realiz\u00f3 la secuenciaci\u00f3n aparecer\u00e1 en la edici\u00f3n impresa del 1 de abril de la revista Science, mientras que el art\u00edculo centr\u00f3mero de Altemose y otros cuatro que describen lo que nos dicen las nuevas secuencias se resumen en la revista con los art\u00edculos completos publicados en l\u00ednea. Cuatro art\u00edculos complementarios, incluido uno del que Altemose es coautor, tambi\u00e9n aparecer\u00e1n en l\u00ednea el 1 de abril en la revista Nature Methods.<\/p>\n
La secuenciaci\u00f3n y el an\u00e1lisis fueron realizados por un equipo de m\u00e1s de 100 personas, el llamado Telemere-to-Telomere Consortium, o T2T, llamado as\u00ed por los tel\u00f3meros que cubren los extremos de todos los cromosomas. La versi\u00f3n sin espacios del consorcio de los 22 autosomas y el cromosoma sexual X est\u00e1 compuesta por 3.055 millones de pares de bases, las unidades a partir de las cuales se construyen los cromosomas y nuestros genes, y 19.969 genes que codifican prote\u00ednas. De los genes que codifican prote\u00ednas, el equipo de T2T encontr\u00f3 alrededor de 2000 nuevos, la mayor\u00eda de ellos desactivados, pero 115 de los cuales a\u00fan pueden expresarse. Tambi\u00e9n encontraron alrededor de 2 millones de variantes adicionales en el genoma humano, 622 de las cuales ocurren en genes m\u00e9dicamente relevantes.<\/p>\n
\u00abEn el futuro, cuando alguien tenga su genoma secuenciado, podremos identificar todos los variantes en su ADN y usar esa informaci\u00f3n para guiar mejor su atenci\u00f3n m\u00e9dica\u00bb, dijo Adam Phillippy, uno de los l\u00edderes de T2T e investigador principal del Instituto Nacional de Investigaci\u00f3n del Genoma Humano (NHGRI, por sus siglas en ingl\u00e9s) de los Institutos Nacionales de Salud. \u00abVerdaderamente terminar la secuencia del genoma humano fue como ponerse un nuevo par de anteojos. Ahora que podemos verlo todo claramente, estamos un paso m\u00e1s cerca de comprender lo que significa\u00bb.<\/p>\n
El centr\u00f3mero en evoluci\u00f3n<\/p>\n
Las nuevas secuencias de ADN en y alrededor del centr\u00f3mero totalizan alrededor del 6,2% del genoma completo, o casi 190 millones de pares de bases, o nucle\u00f3tidos. De las secuencias restantes reci\u00e9n agregadas, la mayor\u00eda se encuentran alrededor de los tel\u00f3meros al final de cada cromosoma y en las regiones que rodean los genes ribos\u00f3micos. Todo el genoma est\u00e1 formado por solo cuatro tipos de nucle\u00f3tidos que, en grupos de tres, codifican los amino\u00e1cidos utilizados para construir prote\u00ednas. La investigaci\u00f3n principal de Altemose consiste en encontrar y explorar \u00e1reas de los cromosomas donde las prote\u00ednas interact\u00faan con el ADN.<\/p>\n
\u00abSin prote\u00ednas, el ADN no es nada\u00bb, dijo Altemose, quien obtuvo un doctorado. en bioingenier\u00eda conjuntamente de UC Berkeley y UC San Francisco en 2021 despu\u00e9s de haber recibido un D.Phil. en estad\u00edstica de la Universidad de Oxford. \u00abEl ADN es un conjunto de instrucciones que nadie puede leer si no tiene prote\u00ednas alrededor para organizarlo, regularlo, repararlo cuando est\u00e1 da\u00f1ado y replicarlo. Las interacciones prote\u00edna-ADN son realmente donde sucede toda la acci\u00f3n\u00bb. regulaci\u00f3n del genoma, y ser capaz de mapear d\u00f3nde ciertas prote\u00ednas se unen al genoma es realmente importante para comprender su funci\u00f3n\u00bb.<\/p>\n
Despu\u00e9s de que el consorcio T2T secuenciara el ADN faltante, Altemose y su equipo usaron nuevas t\u00e9cnicas para encontrar el lugar dentro del centr\u00f3mero donde un gran complejo proteico llamado cinetocoro sujeta firmemente el cromosoma para que otras m\u00e1quinas dentro del n\u00facleo puedan separar los pares de cromosomas.<\/p>\n
\u00abCuando esto sale mal, terminas con cromosomas mal segregados y eso lleva a todo tipo de problemas\u00bb, dijo. \u00abSi eso sucede en la meiosis, eso significa que puede tener anomal\u00edas cromos\u00f3micas que conducen a un aborto espont\u00e1neo o enfermedades cong\u00e9nitas. Si sucede en las c\u00e9lulas som\u00e1ticas, puede terminar con c\u00e1ncer, b\u00e1sicamente, c\u00e9lulas que tienen una mala regulaci\u00f3n masiva\u00bb.<\/p>\n
Los husos ( verde) que separan los cromosomas durante la divisi\u00f3n celular se unen a un complejo proteico llamado cinetocoro, que se adhiere al cromosoma en un lugar llamado centr\u00f3mero, una regi\u00f3n que contiene secuencias de ADN altamente repetitivas. La comparaci\u00f3n de las secuencias de estas repeticiones revel\u00f3 d\u00f3nde se han acumulado las mutaciones durante millones de a\u00f1os, lo que refleja la edad relativa de cada repetici\u00f3n. Las repeticiones en el centr\u00f3mero activo tienden a ser las secuencias duplicadas m\u00e1s j\u00f3venes y m\u00e1s recientes en la regi\u00f3n, y tienen una metilaci\u00f3n de ADN sorprendentemente baja. Alrededor del centr\u00f3mero activo en ambos lados hay repeticiones m\u00e1s antiguas, probablemente las reliquias de los centr\u00f3meros anteriores, con las m\u00e1s antiguas m\u00e1s alejadas del centr\u00f3mero activo. Los investigadores esperan que los nuevos m\u00e9todos experimentales ayuden a revelar por qu\u00e9 los centr\u00f3meros evolucionan desde el medio, as\u00ed como por qu\u00e9 este patr\u00f3n est\u00e1 tan estrechamente asociado con la uni\u00f3n del cinetocoro y con una baja metilaci\u00f3n del ADN. Cr\u00e9dito: Nicolas Altemose, UC Berkeley <\/p>\n
Lo que encontraron dentro y alrededor de los centr\u00f3meros fueron capas de nuevas secuencias superpuestas a capas de secuencias m\u00e1s antiguas, como si a trav\u00e9s de la evoluci\u00f3n se hubieran establecido repetidamente nuevas regiones de centr\u00f3meros para unirse al cinetocoro. Las regiones m\u00e1s antiguas se caracterizan por mutaciones y deleciones m\u00e1s aleatorias, lo que indica que la c\u00e9lula ya no las utiliza. Las secuencias m\u00e1s nuevas donde se une el cinetocoro son mucho menos variables y tambi\u00e9n menos metiladas. La adici\u00f3n de un grupo metilo es una etiqueta epigen\u00e9tica que tiende a silenciar los genes.<\/p>\n
Todas las capas dentro y alrededor del centr\u00f3mero est\u00e1n compuestas de longitudes repetitivas de ADN, basadas en una unidad de aproximadamente 171 pares de bases de largo, que es aproximadamente la longitud del ADN que envuelve un grupo de prote\u00ednas para formar un nucleosoma, manteniendo el ADN empaquetado y compacto. Estas unidades de 171 pares de bases forman estructuras repetidas a\u00fan m\u00e1s grandes que se duplican muchas veces en t\u00e1ndem, creando una gran regi\u00f3n de secuencias repetitivas alrededor del centr\u00f3mero.<\/p>\n
El equipo de T2T se centr\u00f3 en un solo genoma humano, obtenido de un tumor no canceroso llamado mola hidatiforme, que es esencialmente un embri\u00f3n humano que rechaz\u00f3 el ADN materno y en su lugar duplic\u00f3 su ADN paterno. Tales embriones mueren y se transforman en tumores. Pero el hecho de que este lunar tuviera dos copias id\u00e9nticas del ADN paterno, ambas con el cromosoma X del padre, en lugar de ADN diferente tanto de la madre como del padre, facilit\u00f3 la secuenciaci\u00f3n.<\/p>\n
Los investigadores tambi\u00e9n publicaron esta semana la secuencia completa. de un cromosoma Y de una fuente diferente, que tard\u00f3 casi tanto en ensamblarse como el resto del genoma combinado, dijo Altemose. El an\u00e1lisis de esta nueva secuencia del cromosoma Y aparecer\u00e1 en una publicaci\u00f3n futura.<\/p>\n
Altemose y su equipo, que inclu\u00eda a la cient\u00edfica del proyecto de UC Berkeley Sasha Langley, tambi\u00e9n utilizaron el nuevo genoma de referencia como andamio para comparar el ADN centrom\u00e9rico. de 1.600 individuos de todo el mundo, revelando grandes diferencias tanto en la secuencia como en el n\u00famero de copias del ADN repetitivo alrededor del centr\u00f3mero. Estudios anteriores han demostrado que cuando grupos de humanos antiguos emigraron de \u00c1frica al resto del mundo, solo se llevaron una peque\u00f1a muestra de variantes gen\u00e9ticas. Altemose y su equipo confirmaron que este patr\u00f3n se extiende a los centr\u00f3meros.<\/p>\n
\u00abLo que encontramos es que en individuos con ascendencia reciente fuera del continente africano, sus centr\u00f3meros, al menos en el cromosoma X, tienden a dividirse en dos grandes grupos, mientras que la mayor parte de la variaci\u00f3n interesante est\u00e1 en individuos que tienen ascendencia africana reciente\u00bb, dijo Altemose. \u00abEsto no es del todo una sorpresa, dado lo que sabemos sobre el resto del genoma. Pero lo que sugiere es que si queremos ver la variaci\u00f3n interesante en estas regiones centrom\u00e9ricas, realmente necesitamos tener un esfuerzo enfocado para secuenciar m\u00e1s genomas africanos y completan el ensamblaje de secuencias de tel\u00f3mero a tel\u00f3mero\u00bb.<\/p>\n
Las secuencias de ADN alrededor del centr\u00f3mero tambi\u00e9n podr\u00edan usarse para rastrear linajes humanos hasta nuestros ancestros simios comunes, anot\u00f3.<\/p>\n
\u00abA medida que te alejas del sitio del centr\u00f3mero activo, obtienes una secuencia cada vez m\u00e1s degradada, hasta el punto de que si vas a las orillas m\u00e1s lejanas de este mar de secuencias repetitivas, comienzas a ver el centr\u00f3mero antiguo que , tal vez, nuestros ancestros primates distantes sol\u00edan unirse al cinetocoro\u00bb, dijo Altemose. \u00abEs casi como capas de f\u00f3siles\u00bb.<\/p>\n
La secuenciaci\u00f3n de lectura larga cambia las reglas del juego<\/p>\n
El \u00e9xito de T2T se debe a t\u00e9cnicas mejoradas para secuenciar tramos largos de ADN a la vez, lo que ayuda cuando determinar el orden de tramos de ADN altamente repetitivos. Entre estos se encuentra la secuenciaci\u00f3n HiFi de PacBio, que puede leer longitudes de m\u00e1s de 20 000 pares de bases con alta precisi\u00f3n. La tecnolog\u00eda desarrollada por Oxford Nanopore Technologies Ltd., por otro lado, puede leer hasta varios millones de pares de bases en secuencia, aunque con menos fidelidad. A modo de comparaci\u00f3n, la llamada secuenciaci\u00f3n de pr\u00f3xima generaci\u00f3n de Illumina Inc. se limita a cientos de pares de bases.<\/p>\n
\u00abEstas nuevas tecnolog\u00edas de secuenciaci\u00f3n de ADN de lectura larga son simplemente incre\u00edbles; solo para este mundo de ADN repetitivo, sino porque le permiten secuenciar mol\u00e9culas de ADN largas y \u00fanicas\u00bb, dijo Altemose. \u00abPuede comenzar a hacer preguntas a un nivel de resoluci\u00f3n que simplemente no era posible antes, ni siquiera con m\u00e9todos de secuenciaci\u00f3n de lectura corta\u00bb.<\/p>\n
Altemose planea explorar m\u00e1s las regiones centrom\u00e9ricas, utilizando una t\u00e9cnica mejorada \u00e9l y sus colegas de Stanford desarrollaron para identificar los sitios en el cromosoma que est\u00e1n unidos por prote\u00ednas, de manera similar a c\u00f3mo el cinetocoro se une al centr\u00f3mero. Esta t\u00e9cnica tambi\u00e9n utiliza tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n de lectura larga. \u00c9l y su grupo describieron la t\u00e9cnica, llamada Metilaci\u00f3n dirigida con secuenciaci\u00f3n de lectura larga (DiMeLo-seq), en un art\u00edculo que apareci\u00f3 esta semana en la revista Nature Methods.<\/p>\n
Mientras tanto, el consorcio T2T se est\u00e1 asociando con Human PanGenome Reference Consortium para trabajar en un genoma de referencia que represente a toda la humanidad.<\/p>\n
\u00abEn lugar de tener solo una referencia de un individuo humano o una mola hidatiforme, que ni siquiera es un individuo humano real, deber\u00edamos tener una referencia que represente a todos\u00bb, dijo Altemose. \u00abHay varias ideas sobre c\u00f3mo lograr eso. Pero lo primero que necesitamos es comprender c\u00f3mo se ve esa variaci\u00f3n, y necesitamos muchas secuencias gen\u00f3micas individuales de alta calidad para lograrlo\u00bb.<\/p>\n
Su el trabajo en las regiones centrom\u00e9ricas, al que llam\u00f3 \u00abun proyecto apasionante\u00bb, fue financiado por becas posdoctorales. Los l\u00edderes del proyecto T2T fueron Karen Miga de UC Santa Cruz, Evan Eichler de la Universidad de Washington y Adam Phillippy de NHGRI, quienes proporcionaron gran parte de los fondos. Otros coautores de UC Berkeley del art\u00edculo centr\u00f3mero son Aaron Streets, profesor asistente de bioingenier\u00eda; Abby Dernburg y Gary Karpen, profesores de biolog\u00eda molecular y celular; la cient\u00edfica del proyecto Sasha Langley; y la ex becaria postdoctoral Gina Caldas. <\/p>\n
Explorar m\u00e1s<\/p>\n
Nuevo genoma humano de referencia abre regiones inexploradas M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Nicolas Altemose et al, Mapas gen\u00f3micos y epigen\u00e9ticos completos de centr\u00f3meros humanos, Science (2022). DOI: 10.1126\/ciencia.abl4178. www.science.org\/doi\/10.1126\/science.abl4178 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Science , Nature Methods <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de California – Berkeley Cita<\/strong>: ahora totalmente completa , el genoma humano revela nuevos secretos (31 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-03-fully-human-genome-reveals-secrets.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cuando los investigadores compararon las regiones centrom\u00e9ricas de 1.600 personas de todo el mundo, encontraron que aquellos sin ascendencia africana reciente en su mayor\u00eda ten\u00edan dos tipos de variaciones de secuencia. Las proporciones de estas dos variaciones est\u00e1n representadas por las cu\u00f1as negras y grises claras dentro de los c\u00edrculos, que se colocan en el … Continuar leyendo \u00abAhora completamente completo, el genoma humano revela nuevos secretos\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-9461","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9461","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9461"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9461\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9461"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9461"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9461"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}