Un estudio en colaboración internacional de los genomas de 240 especies busca descubrir qué hace único al genoma humano y recogió pistas para comprender el origen de nuestras enfermedades.
En un paquete de varios artículos publicados en un número especial de la revista Science, los científicos del Proyecto Zoonomia demostraron cómo la genómica comparativa puede ayudar a los científicos a comprender mejor las partes de nuestro genoma que son funcionales y cómo podrían influir en la salud y la enfermedad, además de arrojar luz sobre cómo ciertas especies logran hazañas extraordinarias.
En los nuevos estudios, los investigadores identificaron las regiones de los genomas, a veces solo letras sueltas de ADN, que más se conservan, o que no han cambiado, entre las especies de mamíferos y a lo largo de millones de años de evolución, regiones que probablemente sean biológicamente importantes.
También descubrieron parte de la base genética de rasgos poco comunes en los mamíferos, como la capacidad de hibernar o de percibir olores débiles a kilómetros de distancia. Además, identificaron especies especialmente susceptibles de extinguirse y variantes genéticas con más probabilidades de desempeñar un papel causal en enfermedades humanas raras y comunes.
Los análisis de muestras de ADN recogidas por más de 50 instituciones de todo el mundo, entre ellas la San Diego Wildlife Alliance, que proporcionó muchos genomas de especies amenazadas o en peligro de extinción, arrojaron los resultados que se han dado a conocer.
Más de 150 personas de siete husos horarios han contribuido al Proyecto Zoonomia, que es el mayor recurso de genómica comparativa de mamíferos del mundo.
El proyecto está dirigido por Elinor Karlsson, directora del grupo de genómica de vertebrados del Instituto Broad del MIT y Harvard y catedrática de bioinformática y biología integradora de la Facultad de Medicina Chan de la UMass, y Kerstin Lindblad-Toh, directora científica de genómica de vertebrados del Broad y catedrática de genómica comparada de la Universidad de Uppsala (Suecia).
“Uno de los mayores problemas de la genómica es que los humanos tenemos un genoma muy grande y no sabemos qué hace todo él. Este paquete de artículos muestra realmente el alcance de lo que se puede hacer con este tipo de datos, y lo mucho que podemos aprender estudiando los genomas de otros mamíferos”, explica Karlsson en un comunicado.
En una de las investigaciones, los coautores Matthew Christmas, investigador de la Universidad de Uppsala (Suecia), e Irene Kaplow, investigadora posdoctoral de la Universidad Carnegie Mellon (Estados Unidos), junto con Karlsson, Lindblad-Toh y colaboradores, hallaron que por lo menos el 10 % del genoma humano está muy conservado entre especies, y que muchas de estas regiones se encuentran fuera de los genes codificadores de proteínas. Más de 4.500 elementos se conservan casi perfectamente en más del 98 % de las especies estudiadas.
La mayoría de las regiones conservadas –que han cambiado más lentamente que las fluctuaciones aleatorias del genoma– intervienen en el desarrollo embrionario y la regulación de la expresión del ARN. Las regiones que cambian con más frecuencia configuran la interacción del animal con su entorno, por ejemplo, a través de respuestas inmunitarias o el desarrollo de su piel.
También identificaron partes del genoma relacionadas con algunos rasgos excepcionales en el mundo de los mamíferos, como el extraordinario tamaño del cerebro, un olfato superior y la capacidad de hibernar durante el invierno.
Con vistas a preservar la biodiversidad, los investigadores descubrieron que los mamíferos con menos cambios genéticos en lugares conservados del genoma corrían mayor riesgo de extinción. Karlsson y Lindblad-Toh aseguran que disponer de un solo genoma de referencia por especie podría ayudar a los científicos a identificar las especies en peligro, ya que menos del 5 % de todas las especies de mamíferos cuentan con genomas de referencia, aunque es necesario seguir trabajando para desarrollar estos métodos.
En otro estudio, Karlsson, Lindblad-Toh y sus colegas utilizaron los genomas de mamíferos para estudiar rasgos y enfermedades humanas. Se centraron en algunas de las regiones genómicas de una sola letra más conservadas descubiertas en el primer trabajo y las compararon con variantes genéticas que los científicos habían relacionado anteriormente con enfermedades como el cáncer utilizando otros métodos.
El equipo descubrió que sus anotaciones del genoma basadas en la conservación evolutiva revelaban más conexiones entre las variantes genéticas y su función que los otros métodos.
Sumado a ello, identificaron mutaciones probablemente causales de enfermedades raras y comunes, incluido el cáncer, y demostraron que el uso de la conservación en estudios de enfermedades podría facilitar la búsqueda de cambios genéticos que aumenten el riesgo de enfermedad.
*Con información de Europa Press.