El Proyecto 1.000 Genomas cataloga la variación genómica humana

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Proyecto 1.000 Genomas

Imagen: Darryl Leja (National Institute of Human Genome Research, genome.org)

El genoma humano consta de aproximadamente 3.000 millones de nucleótidos o unidades básicas del ADN. Sin embargo, no todas las personas comparten la misma secuencia y existe una importante variación entre los diferentes individuos y poblaciones. Detectar y analizar esta variación para obtener información de por qué unas personas desarrollan o presentan mayor susceptibilidad a unas enfermedades y no a otras, constituye uno de los grandes retos de la investigación genómica, así como uno de los objetivos principales del Proyecto de los 1.000 Genomas, iniciado en 2008.

Dos recientes artículos han completado la fase final de este ambicioso proyecto, proporcionando el mayor catálogo de variación genómica humana hasta la fecha. En ellos, los investigadores han reconstruido el genoma de 2.504 personas procedentes de 26 poblaciones de Africa, Asia, Europa y América y caracterizado la variación genética en ellos. 88 millones de sitios variables del genoma fueron encontrados en los individuos analizados, de los que aproximadamente 12 millones son variantes genéticas comunes compartidas por diversas poblaciones. De forma consistente con el modelo según el cual las diferentes poblaciones humanas derivan de una común originada en África, las personas descendientes de los linajes africanos son las que poseen el mayor número de sitios variables, y aquellas pertenecientes a las poblaciones humanas mezcladas recientemente, muestran una gran variabilidad en el número de variantes proporcional al grado de origen africano en sus genomas.

En el artículo principal, los investigadores encontraron que el genoma de una persona difiere de la secuencia de referencia en entre 4.1 y 5 millones de posiciones, contiene cerca de 200 sitios que dan lugar a proteínas truncadas, entre 10.000 y 12.000 posiciones variables que modifican la secuencia aminoacídica y unos 500.000 que se localizan en regiones reguladoras. De ellas, unas 2.000 variantes por genoma, han sido asociadas con diferentes rasgos complejos en estudios de asociación del genoma completo. El objetivo siguiente es combinar la información proporcionada en el estudio con la obtenida de los estudios de asociación de genomas completo para mejorar la identificación de variantes genéticas asociadas con enfermedad.

El proyecto 1.000 genomas proporciona el mayor catálogo de variación genómica humana hasta la fecha. Imagen: Ernesto del Aguila III, National Human Genome Research Institute, National Institute of Health (https://www.genome.gov).

El proyecto 1.000 genomas proporciona el mayor catálogo de variación genómica humana hasta la fecha. Imagen: Ernesto del Aguila III, National Human Genome Research Institute, National Institute of Health (https://www.genome.gov).

“El Proyecto 1.000 Genomas era un esfuerzo ambicioso, históricamente significativo, que ha proporcionado un valioso recurso sobre la variación genómica humana,” afirma Eric Green, director del National Human Genome Research Institute, uno de los centros responsables del proyecto. “Los últimos datos se añaden al creciente conocimiento de los patrones de variación en los genomas de los individuos, y proporcionan la base para obtener un mayor conocimiento de la genómica de las enfermedades humanas.”

En un artículo acompañante, el equipo responsable del análisis de la variación estructural del genoma del Proyecto 1.000 Genomas ha construido un mapa de variantes estructurales (deleciones, inserciones, duplicaciones e inversiones) y comparado el efecto de las mismas en la expresión génica, respecto al efecto de los polimorfismos de un único nucleótido, encontrando un mayor impacto de lo esperado. “La variación estructural es responsable de un gran porcentaje de las diferencias del ADN entre los genomas humanos,” comenta Jan Korbel, director del estudio. “Ningún estudio ha observado la variación genómica estructural con este en un rango tan amplio de poblaciones alrededor del mundo.”

El Proyecto 1.000 Genomas se inició con el objetivo de secuenciar el material hereditario de 1.000 personas, para identificar la mayor parte de las variantes genéticas en las poblaciones humanas y utilizar la información para localizar las regiones asociadas a las enfermedades de forma más precisa. Tras duplicar el tamaño de su muestra inicial, y con la publicación de los mapas de referencia, los objetivos originales se han cumplido. Además, al igual que sucedió en el caso del Proyecto Genoma Humano, durante el proceso se han desarrollado protocolos, herramientas y bases de datos de gran valor para los estudios posteriores del genoma humano.

“Hemos aprendido mucho sobre cómo hacer genómica a gran escala,” manifiesta Gonçalo Abecasis, catedrático de bioestadística en la Universidad de Michigan y uno de los directores del trabajo. “Durante el transcurso del Proyecto de los 1.000 Genomas desarrollamos nuevos y mejorados métodos para la secuenciación a gran escala del ADN, el análisis y la interpretación de información genómica, además de cómo almacenar esta información. Hemos aprendido como hacer estudios genómicos de calidad en diferentes contextos y partes del mundo.”

“El Proyecto 1.000 Genomas ha sentado los fundamentos para que otros contesten las cuestiones realmente interesantes,” indica Adam Auton, uno de los investigadores principales en el trabajo. “Todos quieren saber lo que estas variantes nos dicen sobre la enfermedad humana.”

Referencias:

The 1000 Genomes Project Consortium. A global reference for human genetic variation. Nature. 2015. Doi: 10.1038/nature15393

Sudmant PH, et al. An integrated map of structural variation in 2,504 human genomes. Nature 2015. Doi: 10.1038/nature15394

Birney E, Soranzo N. Human genomics: The end of the start for population sequencing. Nature. 2015 Sep 30;526(7571):52-3. doi: 10.1038/526052a.

Fuente: http://www.nih.gov/news/health/sep2015/nhgri-30.htm

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