Los investigadores esperan que el cristal pueda proporcionar un modelo para rescatar a la humanidad de la extinción dentro de miles, millones o incluso miles de millones de años, si la ciencia lo permite.

También podría utilizarse para crear un registro duradero de los genomas de especies de plantas y animales en peligro de extinción.

A diferencia de otros formatos de almacenamiento de datos que se degradan con el tiempo, los cristales de memoria 5D —desarrollados por el Centro de Investigación de Optoelectrónica— pueden almacenar hasta 360 terabytes de información, publicó el centro universitario en su portal web.

El cristal es equivalente al cuarzo fundido, uno de los materiales más resistentes química y térmicamente de la Tierra, que puede soportar los extremos de congelación, fuego y temperaturas de hasta 1000 °C.

Además de sostener una fuerza de impacto directa de hasta 10 toneladas por centímetro cuadrado y no verse afectado por la exposición prolongada a la radiación cósmica.

El equipo de Southampton, dirigido por el profesor Peter Kazansky, utiliza láseres ultrarrápidos para inscribir con precisión los datos en huecos nanoestructurados, orientados dentro de sílice, con tamaños de características tan pequeños como 20 nanómetros.

A diferencia de marcar solo en la superficie de una hoja de papel 2D o una cinta magnética, este método de codificación utiliza dos dimensiones ópticas y tres coordenadas espaciales para escribir en todo el material, de ahí el «5D» en su nombre.

«El cristal de memoria 5D abre posibilidades para que otros investigadores construyan un repositorio eterno de información genómica a partir del cual se puedan restaurar organismos complejos como plantas y animales si la ciencia lo permite en el futuro», destacó Kazansky.

El cristal está almacenado en el archivo Memory of Mankind, una cápsula del tiempo especial dentro de una cueva de sal en Hallstatt, Austria.

20 septiembre 2024|Fuente: Prensa Latina |Tomado de |Noticia

«El uso de la tecnología debe darse a un nivel transversal, que permee todas las áreas del sistema de salud, pero centrado en las personas», explicó el jefe médico de la Clínica Universidad de Los Andes, Pablo Valdés, en una conferencia ofrecida en el Hotel Intercontinental de Santiago de Chile.

Para la gerenta de Innovación y Salud de la Cámara de Innovación Farmacéutica (CIF Chile), Francisca Rodríguez, las herramientas de salud digitales permiten «tomar mejores decisiones», en tanto «no solo se trata de acelerar procesos y hacerlo más eficientes, sino tener datos sobre las necesidades de salud de la población, el beneficio de ciertos medicamentos, entre tantas otras cosas».

Sin embargo, esta transformación no es fácil cuando «la cultura de ambiente de salud es muy adversa al cambio», según el director médico de la Clínica Santa María, Cristián Ugarte, quien asegura que «la digitalización y el uso de tecnología en salud son una obligación que va a afectar el abanico completo del sistema de salud».

Ambos participaron en el panel «Tecnología Diagnóstica y Terapéutica» del South America Healthcare Innovation Summit, evento organizado por Bamberg Health con el apoyo de compañías del sector como BD, CSL Vifor, Pfizer y Siemens Healthineers.

Detectar, informar, actuar rápido

La pandemia de covid-19 marcó un punto de inflexión en todo el mundo, no solo porque golpeó directamente la cotidianidad de millones de personas, sino porque puso a prueba la capacidad de los sistemas de salud en todas sus áreas.

En palabras del director general de Becton Dickinson Cono Sur, Marco Musitano, la crisis sanitaria global puso de manifiesto la principal fortaleza de la cadena sanitaria: los profesionales de la salud, que en todos los niveles, tanto en el campo clínico como en los laboratorios, buscaron incesantemente respuestas a un problema que costaba vidas con el paso de las horas, impelidos a desarrollar formas de testeo y vacunas en tiempo récord.

La tecnología médica para 2020 ya estaba situada como un elemento clave del presente, pero sobre todo una llave para la salud del futuro: mediante la individualización de genotipos, por ejemplo, se pueden hacer más eficientes las respuestas sanitarias en general, apostando a una detección temprana de patologías para darles un tratamiento adecuado con medicamentos y medidas específicas.

Hoy, en el primer cuarto del siglo XXI, tecnología médica quiere decir, entre muchas tantas cosas: inteligencia artificial, algoritmos predictivos, robótica y un sinnúmero de herramientas de optimización que dan velocidad y precisión a los diagnósticos.

Medicina personalizada, diagnóstico temprano

Tener la capacidad para detectar posibles enfermedades en base al perfil genético, adelantarse a los síntomas de un cáncer u otra patología, puede significar un cambio drástico en las posibilidades de éxito en un tratamiento.

Esa personalización en el diagnóstico y el enfoque de medicina preventiva es a nivel sistémico difícil de instalar porque «a los sistemas de salud les cuesta adaptarse, crear políticas que integren los avances en tecnología», dijo el fundador del software Pegasi que busca acelerar el diagnóstico y tratamiento del cáncer, Harry Loboa.

El enfoque de diagnóstico temprano, con medicina personalizada y de precisión, según el vicepresidente Ejecutivo en Pro Salud Chile, Jean-Jacques Duhart, configura un «desafío que no es solo tecnológico, sino de pasar de un paradigma de medicina curativa a una preventiva, que requiere de incentivos necesarios para el desarrollo de su potencial. Es un problema adaptativo».

«Durante toda nuestra historia nos hemos focalizado en generar un impacto positivo y directo en la atención de los pacientes a través de la implementación de soluciones innovadoras y tecnología médica de vanguardia», insistió Musitano.

«Lo que buscamos es constituir un real aporte para el sistema de salud. Por eso creemos que es fundamental trabajar en constante colaboración con otros actores y este tipo de encuentros, donde confluye todo el ecosistema de la salud, son determinantes no solo para conocer los avances en innovación, tecnología y nuevas tendencias, sino también para visualizar los desafíos de la industria», concluyó.

31 julio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Este estudio supone una continuación del número especial de ‘Science’ publicado en junio de 2023, que reunía el mayor catálogo de información genómica de primates hasta la fecha. El genoma no codificante es aquel que no contiene información sobre las proteínas del cuerpo y, a pesar de que conforma el 99 por ciento del ADN, su función se desconoce en gran medida. Gracias al ADN secuenciado en el CNAG, el estudio ha generado y comparado los genomas de 239 especies de primates y de 202 especies de mamíferos.

El análisis ha revelado que hay cientos de miles de secuencias reguladoras no codificantes, derivadas de adaptaciones evolutivas recientes, que están conservadas exclusivamente en primates y humanos. La conservación o ausencia de cambios en los elementos genómicos a lo largo de la evolución por efecto de la selección natural es un indicativo de la importancia de su función para la supervivencia de una especie o de un orden de animales como los primates, incluidos los humanos.

Una pequeña variación en su secuencia de ADN de los cientos de miles de regiones reguladoras identificadas en este estudio podría derivar en alteraciones de los rasgos biológicos humanos, incluida la salud humana. ‘La conservación en regiones del genoma humano es una de las herramientas más poderosas que tenemos para encontrar funcionalidad en el vasto genoma humano.

Entender la funcionalidad del genoma continúa siendo uno de los retos más importantes de la genética humana’, comenta Tomàs Marqués-Bonet, investigador ICREA en el IBE y catedrático de Genética del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la Universidad Pompeu Fabra (UPF).

UN PASO ESENCIAL PARA EL MAPEO GENÉTICO

Comprender los efectos de las variantes genéticas humanas es crucial para el diagnóstico y tratamiento precisos de las enfermedades genéticas. Sin embargo, los efectos de las variantes genéticas en el genoma no codificante siguen siendo difíciles de predecir. En cambio, con las secuencias de ADN codificantes de proteínas, una parte del genoma mucho más estudiada, se han logrado avances recientes utilizando técnicas de aprendizaje profundo o ‘Deep Learning’.

Ahora, esta tecnología podría aplicarse a las secuencias no codificantes identificadas en el estudio. ‘Mapear los elementos de secuencia conservados en el genoma no codificante constituye un paso esencial para comprender los efectos de todas las variantes en todo el genoma y vincularlos con rasgos y resultados de enfermedades específicos’, ha expresado Lukas Kuderna, primer autor del estudio, ahora investigador en Illumina y antes en la UPF.

Hasta la fecha, los estudios de genómica comparada han tenido éxito en encontrar secuencias conservadas, en especies distantes de mamíferos. Sin embargo, las adaptaciones evolutivas recientes más cercanas al origen de la especie humana han resultado mucho más difíciles de identificar.

Esto sucede porque se encuentran en el genoma no codificante que, en comparación con el ADN codificante, evoluciona mucho más rápido. Mediante la comparación de las secuencias conservadas en especies de primates y humanos, el estudio demuestra que una fracción sustancial de los elementos reguladores no codificantes del genoma humano tienen orígenes relativamente recientes. El estudio demuestra que muchos de estos elementos reguladores no codificantes, que anteriormente se pensaba que no estaban conservados y tenían un significado biológico incierto, representan en realidad adaptaciones evolutivas recientes en humanos.

‘Estos elementos reguladores del ADN, que se han conservado a lo largo de la evolución de los primates, podrían desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de rasgos de primates y humanos, ofreciendo nuevos conocimientos sobre los fundamentos moleculares de la biología única de nuestra propia especie’, ha finalizado Marqu¨s-Bonet.

Ver más información: Kuderna LF, Ulirsch JC, Rashid S, Ameen M, Sundaram L, Hickey G, et al. Identification of constrained sequence elements across 239 primate genomes. Nature [Internet].2023.

2 diciembre 2023 | Fuente: Europa Press | Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El 14 de abril de 2003 es una fecha importante para la historia de la ciencia. Aquel día de hace poco más de 20 años se anunció el fin del Proyecto Genoma Humano: la secuencia esencial de nuestro ADN había conseguido descifrarse después de muchos años de esfuerzo.

No obstante, ese ‘mapa’, que costó 3.000 millones de dólares y que comenzó a usarse como referencia del genoma humano, no estaba completo. Tenía lagunas en varias regiones genéticas y se basaba principalmente en el ADN de unos pocos individuos de origen europeo. Y aunque en estas dos décadas se han producido avances tecnológicos que han permitido ‘cartografiar’ esas lagunas -la secuencia completa se obtuvo en 2022- y abaratar el proceso, seguía faltando una referencia que fuera más global y diversa.

A partir de ahora, gracias a un consorcio internacional financiado por el Instituto de Investigación Nacional del Genoma Humano de EEUU, ese recurso -un pangenoma de referencia- estará disponible.

El nuevo ‘mapa’, que se presenta como un primer borrador, incluye la secuencia genética completa de 47 individuos de diferentes orígenes, lo que proporciona información detallada de 94 genomas debido a que cada individuo lleva en su ADN dos copias de genes ‘heredados’ de su padre y su madre. El objetivo del proyecto es seguir añadiendo datos al ‘mapa’, por lo que prevé que a mediados de 2024 incluya información genética de 350 personas de ascendencia étnica diversa.

«Hasta ahora, la referencia que usaba la comunidad científica estaba incompleta y carecía de diversidad», señaló en rueda de prensa Benedict Paten, director asociado del Instituto de Genómica Santa Cruz de la Universidad de California y uno de los líderes del proyecto. Este nuevo recurso, en cambio, proporciona una imagen más completa y permitirá realizar análisis más certeros a la hora de caracterizar la variabilidad genética de la población humana sea cual sea su origen, destacó.

De hecho, el nuevo pangenoma ya ha sacado a la luz más de 100 millones de nuevas bases -cada una de las letras que componen el genoma-, y ha destapado nuevos alelos en regiones estructuralmente complejas del genoma que hasta ahora no figuraban en el genoma de referencia. Los detalles de la investigación se publican en cuatro artículos en el último número de las revistas Nature y Nature Biotechnology.

Mediante técnicas computacionales de última generación, los investigadores han sido capaces de construir un recurso que, en lugar de ser único y lineal, como era hasta ahora la referencia GRCh38 que se utilizaba, aporta distintas versiones de una misma secuencia al mismo tiempo, lo que proporciona a los investigadores un mayor abanico de opciones para sus análisis. En el proyecto ha participado un equipo del Centro de Supercomputación de Barcelona liderado por Santiago Marco-Sola.

Qué supone un nuevo pangenoma para la investigación

«Hasta ahora nos hemos contentado con una sola secuencia del genoma que en su día se decidió arbitrariamente que era la secuencia referencia, formada por trozos de secuencia de un puñado de personas de ascendencia principalmente europea. Y si bien esto ha tenido una gran utilidad, también tiene muchas limitaciones», señala Jorge Ferrer, investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG). «Por ejemplo, aunque resulte sorprendente, a cada uno de nosotros nos pueden faltar o sobrar unos cuantos trozos muy grandes del genoma. Si el pedazo de genoma escogido para ser la referencia es de alguien que no tiene ese trozo (o lo tiene suficientemente alterado), el mapa de referencia que utilizamos actualmente no serviría para una persona que tiene una mutación que afecta esa parte», aclara. Para complicar aún más las cosas, continúa, «el genoma puede variar enormemente en diferentes partes del mundo. Y si el mapa de referencia está hecho con variantes europeas, tiene menor utilidad para interpretar el genoma de una persona de Camerún o China».

El trabajo actual, apunta Ferrer, «es el primer paso para resolver estos problemas». «Han creado un sistema complejo que permite cotejar la secuencia genómica de una persona con todas estas posibles secuencias humanas, en lugar de con una sola secuencia y el consorcio tiene planes de desarrollar esta estrategia con la secuencia de muchos más individuos».

Para José Manuel Castro Tubío, líder del Grupo de Investigación de Genomas y Enfermedad del Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CIMUS) de Santiago, este nuevo recurso va a ayudar, en primer lugar, a «conocer mejor nuestra identidad, a conocer qué es lo que nos hace diferentes genéticamente a unos de otros». Y el hecho de «conocer lo que nos hace diferentes, qué secuencias de material genético nos hacen diferentes, nos va a permitir saber cosas acerca de nuestra evolución y nos va a permitir también saber cosas sobre las enfermedades genéticas que nos afectan».

«La variabilidad genética va asociada a rasgos biológicos y también a la predisposición de desarrollar enfermedades», explica. «Estos nuevos genomas que ahora se publican van a permitir descubrir muchas variantes que todavía no sabemos a qué se asocian».

Si bien la nueva referencia presentada todavía es un primer borrador y solo representa a un número todavía pequeño de individuos, contiene información que va a ser muy útil para avanzar en la investigación biomédica, concluye el investigador.

Mayo 10/2023 (Diario Médico) – Tomado de Genética – Investigación Copyright Junio 2018 Unidad Editorial Revistas, S.L.U. Todos los derechos reservados

Un estudio publicado el pasado 8 de abril en la revista Nature, por un consorcio internacional de científicos, reveló que existen al menos 120 genes implicados en la esquizofrenia.

Con base en datos del ADN de alrededor de 300 mil personas, el grupo, del cual forman parte investigadores de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), en Brasil, demostró la existencia de una relación causal entre dichos genes y los cuadros de la enfermedad. Se trata del mayor estudio de este tipo realizado hasta ahora sobre la esquizofrenia, una condición que afecta a alrededor de 24 millones de personas en el mundo, con más de 2 millones de ellas en Brasil.

“La esquizofrenia posee una contribución poligénica [de múltiples genes] mayor que la imaginada. La investigación halló 120 genes asociados a la enfermedad, y todos ellos actúan en las neuronas. Esto demuestra el papel crucial de esas células en la enfermedad y abre el camino hacia el desarrollo de nuevos tratamientos”, comenta Sintia Belangero, docente de la Escuela Paulista de Medicina (EPM-Unifesp) y coautora del trabajo, que en Brasil contó con el apoyo de la FAPESP.

La investigadora y los otros autores del artículo forman parte de la división de esquizofrenia del PGC, las siglas en inglés del Consorcio de Genómica Psiquiátrica, encabezado por científicos de la Universidad Cardiff, en el País de Gales. El equipo brasileño incluye también a los profesores de la EPM-Unifesp Ary Gadelha, Rodrigo Bressan, Quirino Cordeiro y Cristiano Noto, aparte de los investigadores Marcos Santoro y Vanessa Ota. De la Universidad de São Paulo (FMRP-USP), participaron Paulo Menezes y Cristina Del-Ben.

Los 120 genes identificados en la investigación se encuentran ubicados en 287 áreas del genoma humano recién ahora asociadas a la enfermedad. Un estudio anterior del mismo grupo había apuntado únicamente 108 regiones asociadas al trastorno. El trabajo actual contó con métodos de análisis más modernos que los anteriores y con una cantidad mayor de muestras que cualquier otro.

Se analizaron datos del ADN de 76 755 personas con esquizofrenia y 243 649 sin la enfermedad, a los efectos de entender mejor los genes y los procesos biológicos que dan sostén a esta condición de salud. Más de 600 voluntarios compusieron la cohorte brasileña, los cuales le aportaron de ese modo una diversidad de muestras al estudio.

Las investigaciones mundiales de este tipo raramente incluyen a personas de ancestralidad no europea, lo que hace que los resultados obtenidos ahora puedan acercarse a latinos y afrodescendientes. Durante los próximos cinco años, la Unifesp, bajo el liderazgo del investigador Ary Gadelha, pretende tomar otras 20 mil muestras que se incluirán en futuros estudios de este tipo.

La relación causal

Entre el 60 % y el 80 % del origen de la esquizofrenia parece estar relacionado con factores genéticos. Con todo, el estudio ahora publicado muestra que hasta un 24 % de ese origen puede atribuírsele a variantes genéticas conocidas como SNV (las siglas en inglés de variantes de nucleótido único). Otros factores genéticos, aparte de los ambientales, pueden estar implicados en el desarrollo de esta condición, cuyos portadores no siempre responden bien a los tratamientos existentes.

Investigaciones anteriores ya habían mostrado asociaciones entre la esquizofrenia y secuencias de ADN, pero en pocos casos fue posible vincular estos descubrimientos con genes específicos. Ahora, científicos de todo el mundo cuentan con una buena cantidad de genes como para analizar cuidadosamente y poder avanzar en el conocimiento de esta afección.

“La esquizofrenia sigue siendo una enfermedad compleja y heterogénea, pero este estudio aporta la posibilidad de otear nuevos caminos. Podemos profundizar ahora en esos 120 genes y entender la implicación funcional de cada uno de ellos en este trastorno, por ejemplo. Es tan solo un comienzo, pero es bastante prometedor”, culmina Belangero.

mayo 10/2022 (Dicyt)

Gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación masiva, en el año 2010 se publicó el primer genoma humano antiguo, procedente de una momia de Groenlandia. Hasta el momento se han publicado más de 5 000 genomas humanos prehistóricos e históricos y un trabajo reciente (todavía sin publicar) aporta más de 800 nuevos en un solo artículo.

No solo hay cantidad, sino que además cada vez se acercan más a la actualidad, con lo cual es posible establecer vínculos de ancestralidad y, tal vez, genealógicos con poblaciones actuales. Es evidente que se necesita un marco ético ampliamente aceptado para poder seguir llevando a cabo estos estudios que pueden afectar percepciones de identidad fundamentales para las poblaciones humanas actuales.

Hasta el momento se han publicado más de 5 000 genomas humanos prehistóricos e históricos y un trabajo reciente todavía sin publicar aporta más de 800 nuevos.

Normas en la investigación del ADN

Hace unos meses, un conjunto de 64 investigadores de 24 países distintos, entre los que se encontraban las máximas autoridades mundiales en paleogenética, así como expertos en ética y en conservación museística, nos reunimos para acordar unas normas mínimas en la investigación en ADN antiguo que nos comprometíamos a respetar.

Estas normas se han publicado en la revista Nature, así como las traducciones a más de 20 idiomas distintos, realizadas por los propios autores. Yo he intervenido en la traducción al español y he hecho también la del catalán.

En este marco de indiscutible repercusión mundial proponemos cinco puntos a seguir para los estudios futuros de ADN antiguo:

1. Cumplir las normativas de los países donde se originan y se conservan los restos y las de los propios centros de investigación donde se analizan.
2. Preparar un plan de trabajo detallado antes de empezar el estudio.
3. Minimizar el daño (que, aunque pequeño, es inevitable) a los restos humanos.
4. Comprometerse a que los datos genéticos obtenidos sean de dominio público.
5. Colaborar con grupos de interés para garantizar el respeto y la sensibilidad a los grupos nativos implicados.

Respetar las culturas indígenas

El estudio apunta también a la necesidad de revisar las concepciones de ser indígena y de no exportar normativas que se han creado en Estados Unidos como si se tuvieran que aplicar a otros países de forma acrítica. Por ejemplo, hay países como México y Perú, donde el patrimonio indígena está integrado en nociones actuales de identidad nacional y donde importar estas normativas norteamericanas podría interpretarse como una forma de paternalismo.

En el documento, los principales investigadores en el campo nos comprometemos a no repetir errores del pasado colonial, que son especialmente evidentes en países africanos, y a crear repositorios de datos en los países de origen, así como revertir beneficios de la investigación a los grupos implicados y hacer que estos puedan intervenir activamente en discusiones sobre el significado de los resultados científicos.

Hay que tener en cuenta que estos resultados paleogenéticos pueden integrarse en concepciones tradicionales de la identidad de cada colectivo y que todas estas ideas son elementos importantes en la compleja concepción del pasado de la humanidad.

La idea básica subyacente es que los restos humanos antiguos deben de ser tratados con el respeto que merecen: pertenecen a personas que existieron y cuyo legado en la historia es en buena medida su historia genética, que puede ser integrada en una visión amplia de una humanidad común. En realidad, dichas normativas deberían también aplicarse a los estudios genéticos de humanos actuales, que con frecuencia presentan problemas similares de interlocución con las comunidades indígenas.

Carles Lalueza-Fox es paleogenetista e investigador principal del laboratorio de paleogenómica en el Instituto de Biología Evolutiva (IBE) del CSIC y la Universidad Pompeu Fabra.

En febrero se cumplieron 20 años de la publicación del primer borrador del genoma humano, aparecido simultáneamente en las revistas Nature y Science, que daban cuenta de los resultados del proyecto público y privado, respectivamente. Dos años después, en abril de 2003, con motivo de la celebración del cincuentenario de la publicación de la estructura del ADN, determinada por Watson y Crick, se completó el borrador y se publicó en Nature la versión del genoma que hemos venido usando hasta ahora, con sucesivas actualizaciones, la última de las cuales, está fechada en diciembre de 2013.

Esencialmente, desde entonces, dejando a un lado los genomas propios de cada grupo poblacional que muchos países han ido construyendo para analizar y filtrar mejor sus proyectos de secuenciación masiva, lo cierto es que hemos venido usando un mismo genoma humano como referencia, entendiendo por tal un conjunto de secuencias genéticas de ADN que incluyen las que corresponden a los 22 cromosomas autosómicos (del 1 al 22), los cromosomas sexuales X e Y, y el ADN mitocondrial.

Genoma de referencia

El genoma humano actual de referencia, que se usa para comparar con cualquier otra secuencia de genomas humanos, sean con objetivos diagnósticos o de investigación, es el identificado como GRCh38.p13, y contiene exactamente 3 096 649 726 pares de bases y 20 442 genes codificantes, como puede comprobarse en el portal europeo de genomas ENSEMBL, cifras que solemos simplificar hablando de alrededor de 3 000 millones de pares de bases para el tamaño de nuestro genoma, y de unos 20 000 para el número de genes que tiene la especie humana.

¿Quiere esto decir que tenemos todo el genoma humano resuelto, sin indeterminaciones ni incertidumbres, sin huecos ni agujeros que todavía estén por completar, sin secuencias desconocidas por asignar a algún cromosoma?

Pues me temo que no. Sabemos poco o nada de un 8 % de nuestro genoma, que o bien no logramos secuenciar, o no logramos ensamblar correctamente, o ninguna de las dos cosas. Hay muchas zonas repetitivas, difíciles de secuenciar y ensamblar (como intentar resolver las zonas uniformes de cielo azul de un puzzle, pues todas se parecen y cuesta mucho identificar qué pieza va en cada lugar).

Muchas veces, el número de unidades que las forman está todavía por definir (sabiendo además que el número de repeticiones puede cambiar entre individuos). La secuenciación por el método de Sanger (con lecturas de hasta 800 a 1 000 nucleótidos), que fue la que inicialmente se usó para la secuenciación del genoma humano, y la secuenciación masiva a través de millones de pequeños fragmentos de ADN (de 100 a 200 nucleótidos de longitud), que deben ser ensamblados mediante algoritmos bioinformáticos, deja muchos espacios y huecos que quedan por definir, y que, por limitaciones de estas aproximaciones metodológicas ha costado poder resolver, y en algunos casos todavía no se han resuelto.

En este sentido, al consultar el portal de genomas estadounidense NCBI, puede comprobarse que el genoma humano actual de referencia contiene más de 183 millones de pares de bases que no hemos podido asignar todavía a ningún cromosoma.

Nuevas tecnologías de secuenciación

Un consorcio de investigadores acaba de depositar un manuscrito en bioRxiv, pendiente de revisión y publicación en alguna revista científica, en el que informan de la secuenciación del genoma de una línea celular humana casi homocigota (las dos copias de cada gen son idénticas) usando las nuevas tecnologías de secuenciación PacBio y NanoPore, que permiten la obtención de secuencias de ADN mucho más largas, desde unas pocas decenas de miles de nucleótidos (<20,000) con PacBio, hasta más de un millón de nucleótidos, con NanoPore, pero con un porcentaje de error muy alto, hasta del 15 % (aunque una última versión de PacBio HiFi parece anunciar un porcentaje de error del 0,1 %).

Esta iniciativa de secuenciación de “un” genoma humano, como indica el artículo en versión ‘preprint’, (no de “el” genoma humano) ofrece casi 200 millones de pares de bases nuevos, con más de 2 000 supuestos nuevos genes, de los que 115 podrían codificar nuevas proteínas

Como referencia, la secuenciación por Sanger, la más antigua y la más fiable, tiene un porcentaje de error de alrededor del 0,001 %, mientras que la secuenciación masiva actual (NGS), según los métodos, tiene un error del 0,1-1 %. Por eso todos los diagnósticos genéticos basados en métodos de secuenciación masiva deben confirmarse y validarse mediante la técnica de Sanger antes de ser comunicados a los pacientes.

Este consorcio, denominado Telomere to Telomere (T2T) “de cabo a rabo”, diríamos aquí, formado por numerosos investigadores de hasta treinta instituciones implicadas, ha logrado completar la secuenciación del genoma de las células humanas CHM13, incluidas las regiones centroméricas (centrales) y las subtelómericas (de los extremos) de los brazos cortos de los cromosomas acrocéntricos, que hasta ahora se resistían a los algoritmos de ensamblado.

Esta iniciativa de secuenciación de “un” genoma humano (el de estas células), como indican los autores en el título de su manuscrito (no de “el” genoma humano) ofrece casi 200 millones de pares de bases nuevos, con más de 2 000 supuestos nuevos genes, de los cuales 115 parecen codificar nuevas proteínas.

Las líneas celulares CHM (mola hidatiforme completa, por sus siglas en inglés) derivan de enfermedades placentarias, una complicación poco frecuente del embarazo que produce gestaciones de pseudo embriones monoparentales, que en origen suelen ser haploides, porque han perdido el genoma de uno de los progenitores (normalmente el masculino) y acaban duplicando el genoma que les queda, lo cual facilita su secuenciación posterior. Si secuenciamos una persona cualquiera, dado que de cada gen tenemos dos copias, una heredada de nuestro padre y otra de nuestra madre, que no tienen por qué ser idénticas, la secuencia resultante será compleja, pues para muchas posiciones del genoma no tendremos una solo letra sino dos diferentes.

Falta el cromosoma Y

Lo primero que hay que destacar es que la secuenciación de este genoma no contiene el cromosoma Y, puesto que las células CHM13 son 46XX. Ya están trabajando en ello e intentarán la secuenciación completa, con técnicas similares, de otras líneas celulares que sí hayan retenido el cromosoma Y.

Los autores proponen que este nuevo genoma humano, más completo que el actual, sea la nueva referencia. Esto puede ser complicado. Primero porque falta el cromosoma Y. Y después porque para que esta propuesta funcione debería ser adoptada solidaria y universalmente por toda la comunidad científica. Algo que creo todavía tardará en ocurrir.

Esta nueva versión de un genoma humano puede servir para descubrir mejor las mutaciones y analizar las diferencias genéticas existentes entre los seres humanos, y su impacto en la salud y la enfermedad.

Sin embargo, es cierto que este nuevo genoma humano puede ayudar a interpretar, alinear y anotar muchos fragmentos cortos de ADN derivados de la secuenciación masiva que hasta ahora no encontraban donde encajar en el genoma habitualmente usado de referencia. Y puede que resuelva la existencia de mutaciones en pacientes en los que el aparente análisis de su «genoma completo» no había dado resultados hasta ahora, cuando quizás, su mutación se ocultaba en ese 8 % del cual desconocíamos su existencia.

No hay un genoma humano sino muchos, tantos como personas. Todos compartimos aproximadamente el 99,9 % del ADN, y por lo tanto nos diferenciamos en apenas un 0.1 %, que corresponde a unos tres millones de pares de bases.

Tres millones de letras que nos hacen afortunadamente diferentes, entre las cuales pueden aparecer algunos errores que causen alguna enfermedad. Ser capaz de diagnosticar estas mutaciones es esencial para diseñar terapias o anticipar tratamientos que alivien o curen esa enfermedad. Por eso, bienvenida sea esta nueva versión de un genoma humano que puede servir para descubrir mejor esas mutaciones y analizar las diferencias genéticas existentes entre los seres humanos, y su impacto en la salud y la enfermedad.

Lluís Montoliu, es investigador científico del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Raras (CIBERER-ISCIII). Además, es presidente del Comité de Ética del CSIC.

julio 15/2021 (Sinc)

«Dado que las variantes epigenéticas que identificamos no serían detectadas por la secuenciación del genoma, pero pueden conducir a la desregulación y el silenciamiento de genes que se sabe están vinculados con enfermedades hereditarias, nuestro trabajo muestra que algunos tipos de mutaciones que causan enfermedades no serán detectados por las pruebas genéticas estándar que solo examinan la secuencia del ADN», señala Andrew Sharp, doctor en Filosofía y profesor Asociado de Genética y Ciencias Genómicas de la Escuela de Medicina Icahn en el Hospital Monte Sinaí.

El equipo de investigación estudió los perfiles de metilación del ADN de más de 23 000 personas, lo que constituye la primera encuesta poblacional a gran escala de defectos epigenéticos raros en el genoma humano.

El equipo identificó miles de epivariaciones, lo que demuestra por primera vez que estos son eventos relativamente frecuentes en los seres humanos. También demostraron que se asocian con frecuencia con una expresión génica anormal, y se prevé que muchos de estos afecten a genes que se sabe que subyacen a las enfermedades mendelianas. Los hallazgos indican que las epivariaciones probablemente contribuyan a una fracción significativa de muchos tipos diferentes de enfermedades genéticas.

El estudio también proporciona muchas ideas novedosas sobre las causas subyacentes y la biología de las epivariaciones, y muestra que, si bien algunas son causadas por una rara variación de la secuencia que perturba los elementos de regulación, alrededor de un tercio se producen somáticamente. Un análisis más detallado de los datos también identificó muchas expansiones repetidas de CGG novedosas que subyacen a algunas epivariaciones.

Durante la última década, han aparecido en la literatura informes aislados de defectos epigenéticos que causan enfermedades genéticas, incluidos cánceres hereditarios de mama y colon. Sin embargo, se pensó que estos eran eventos muy raros.

Los investigadores buscaron identificar la prevalencia de este tipo de mutación en el genoma humano, determinar su impacto potencial en todos los tipos de enfermedades mendelianas y obtener información sobre las causas subyacentes y la biología de las epivariaciones

septiembre 16/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Investigadores del Instituto Wellcome Sanger, el Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard, junto a colegas de 101 instituciones de investigación en todo el mundo, han estudiado a cientos de miles de participantes e identificado más de 7 000 regiones del genoma humano que controlan las características de las células sanguíneas, como el número de glóbulos rojos y blancos.

Los estudios también muestran por primera vez cómo la estructura genética de una persona contribuye a que desarrolle enfermedades de la sangre. Este conocimiento nos acerca un paso más al uso de la puntuación genética en la clínica para predecir el riesgo personal de desarrollar trastornos sanguíneos.

Las células sanguíneas juegan un papel esencial en la salud humana, incluida nuestra respuesta inmunológica, transportando oxígeno por nuestro cuerpo y coagulando para evitar la pérdida de sangre por lesiones. Los trastornos sanguíneos como la anemia, la hemofilia y los cánceres de la sangre son una importante carga para la salud mundial.

Muchos de estos trastornos pueden verse como extremos de estados biológicos normales, como en la anemia, donde tener muy pocos glóbulos rojos dan como resultado un suministro inadecuado de oxígeno al cuerpo. Estos extremos pueden ocurrir como resultado de pequeñas variaciones en nuestro ADN, algunas de las cuales aumentan nuestro riesgo de desarrollar una enfermedad.

Al comparar las secuencias de ADN de un gran número de individuos, es posible investigar cómo las variaciones genéticas se traducen en características físicas o rasgos, incluida la posibilidad de desarrollar enfermedades comunes como asma, enfermedades cardíacas y hemofilia.

En estos estudios, se analizaron datos genómicos y sanitarios anonimizados del Biobanco del Reino Unido y otros estudios del Blood Cell Consortium (BCX), que incluyeron participantes del estudio de ascendencia europea, asiática oriental y afroamericana. Los autores descubrieron 7 193 regiones genéticas distintas asociadas con 29 mediciones de células sanguíneas, lo que representa el mayor conjunto de regiones genéticas correlacionadas identificadas hasta la fecha.

Los investigadores también evaluaron el potencial para predecir los rasgos de las células sanguíneas basándose en puntuaciones poligénicas, que se utilizan para predecir el riesgo de enfermedad de una persona en comparación con el de otra según las diferencias combinadas en su ADN. Descubrieron que las puntuaciones poligénicas podían predecir la predisposición a enfermedades complejas, incluidos los trastornos sanguíneos.

Dragana Vuckovic, primera autora del estudio del Instituto Wellcome Sanger y la Unidad de Investigación de Sangre y Transfusiones del NIHR en Salud y Genómica de Donantes de la Universidad de Cambridge, señala:persona está más predispuesta genéticamente a una hemoglobina baja, por ejemplo, entonces es más probable que  «En este estudio, hemos podido mostrar cómo una persona la predisposición genética a ciertas mediciones relacionadas con la sangre, como lo indica su puntaje poligénico, puede predisponerlos a enfermedades de la sangre. Si una desarrolle anemia».

Además de las variaciones en el ADN, los factores ambientales y otros están involucrados en enfermedades complejas como el asma o la hemofilia. Los análisis realizados en este estudio mejoraron el rendimiento de las puntuaciones poligénicas, aumentando su potencial como una herramienta poderosa para ayudar a predecir el riesgo personal.

Parsa Akbari, primer autor del estudio de la Universidad de Cambridge, explica que «la construcción de puntuaciones poligénicas requiere el análisis de grandes cantidades de datos. Nuestro estudio muestra que el rendimiento de las puntuaciones poligénicas para predecir los rasgos de las células sanguíneas se mejora con selección de un conjunto más pequeño de asociaciones genéticas determinadas por análisis estadísticos más profundos de los datos disponibles, añade. Este hallazgo interrumpe una suposición común de que incluir un mayor número de asociaciones genéticas resultará en una mejor puntuación poligénica predictiva».

Por su parte, la profesora Nicole Soranzo, autora principal del estudio del Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de Cambridge, apunta que «este estudio indica que las puntuaciones poligénicas podrían usarse de manera rutinaria en la medicina personalizada en el futuro, luego de más investigaciones. El ADN de cada ser humano contiene millones de variaciones que nos hacen únicos y que influyen en lo que es «normal» para cada uno de nosotros».

«La genética ahora nos ayuda a comparar lo que es «normal» desde el nacimiento y nos permite, por primera vez, controlar las desviaciones de esta línea de base que podrían indicar un mayor riesgo de enfermedad durante nuestra vida», añade.

septiembre 06/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

En 1953, los investigadores de Cambridge Francis Crick y James Watson son los coautores del estudio publicado en la revista Nature Genetics, que ha demostrado que el ADN en nuestras células tiene una estructura entrelazada de ‘doble hélice’.

Sesenta años después, un equipo dirigido por el profesor Sir Shankar Balasubramanian y el profesor Steve Jackson, también en Cambridge, descubrieron que una configuración inusual de ADN de cuatro cadenas puede ocurrir a través del genoma humano en las células vivas.

Estas estructuras se forman en regiones de ADN ricas en uno de sus bloques de construcción, la guanina (G), cuando una sola cadena del ADN bicatenario se enrolla y se dobla sobre sí misma, formando un ‘mango’ de cuatro cadenas G-quádruplex.

El profesor Balasubramanian y sus colegas han desarrollado previamente tecnologías de secuenciación y enfoques capaces de detectar cuádruplex G en el ADN y en la cromatina (una sustancia compuesta de ADN y proteínas).

Previamente han demostrado que los cuádruplex G juegan un papel en la transcripción, un paso clave para leer el código genético y crear proteínas a partir del ADN. Crucialmente, su trabajo también mostró que los cuádruplex G tienen más probabilidades de ocurrir en genes de células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas.

Ahora, por primera vez, el equipo ha descubierto dónde se forman los cuádruplex G en el tejido tumoral preservado / biopsias de cáncer de mama.

El equipo de Cambridge dirigido por el profesor Balasubramanian y el profesor Caldas utilizó su tecnología de secuenciación cuantitativa para estudiar las estructuras de ADN G-quádruplex en 22 tumores modelo. Estos modelos se generaron tomando biopsias de pacientes en el Hospital de Addenbrooke, el Fideicomiso de la Fundación NHS del Hospital de la Universidad de Cambridge, luego trasplantando y haciendo crecer los tumores en ratones.

Durante el proceso de replicación del ADN y la división celular que ocurre en el cáncer, grandes regiones del genoma pueden duplicarse erróneamente varias veces, lo que lleva a las llamadas aberraciones del número de copias (CNA).

Los investigadores descubrieron que los cuádruplex-G son frecuentes dentro de estos CNA, particularmente dentro de los genes y las regiones genéticas que juegan un papel activo en la transcripción y, por lo tanto, en impulsar el crecimiento del tumor.

El profesor Balasubramanian explica: «Todos estamos familiarizados con la idea de la estructura de doble hélice de doble cadena del ADN, pero en la última década se ha vuelto cada vez más claro que el ADN también puede existir en estructuras de cuatro cadenas y que estas juegan un papel importante en biología humana».

«Se encuentran en niveles particularmente altos en células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas. Este estudio es la primera vez que las encontramos en células de cáncer de mama», añade.

«La abundancia y ubicación de los cuádruplex-G en estas biopsias nos da una pista de su importancia en la biología del cáncer y de la heterogeneidad de estos cánceres de mama –agrega el doctor Robert H¤nsel-Hertsch, primer autor de la publicación–. Es importante destacar que destaca otro punto débil potencial que podríamos usar contra el tumor de mama para desarrollar mejores tratamientos para nuestros pacientes».

Se cree que hay al menos 11 subtipos de cáncer de mama, y el equipo descubrió que cada uno tiene un patrón diferente, o ‘paisaje’, de cuádruplex-G que es exclusivo de los programas transcripcionales que impulsan ese subtipo en particular.

El profesor Carlos Caldas, del Instituto Cambridge de Investigación del Cáncer, añade que, «si bien a menudo pensamos en el cáncer de mama como una enfermedad, en realidad hay al menos 11 subtipos conocidos, cada uno de los cuales puede responder de diferentes maneras a diferentes medicamentos».

«Identificar el patrón particular de un tumor de cuádruplex-G podría ayudarnos a identificar el subtipo de cáncer de seno de una mujer, lo que nos permite ofrecerle un tratamiento más personalizado y dirigido», agrega.

Al apuntar a los cuádruplex-G con moléculas sintéticas, puede ser posible evitar que las células repliquen su ADN y así bloquear la división celular, deteniendo la proliferación celular descontrolada en la raíz del cáncer. El equipo identificó dos de esas moléculas: una conocida como piridostatina y un segundo compuesto, CX-5461, que se ha probado previamente en un ensayo de fase I contra el cáncer de mama deficiente en BRCA2.

agosto 08/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los resultados, que se publican en Nature, muestran que ahora es posible obtener una secuencia precisa, base por base de un cromosoma humano, y permitirá a los investigadores producir una secuencia completa del genoma humano.

En las mujeres los dos cromosomas X no son idénticos y contienen muchas diferencias en sus secuencias de ADN. En su estudio, los investigadores no secuenciaron el cromosoma X de una célula humana normal. En su lugar, utilizaron un tipo de célula especial, uno que tiene dos cromosomas X idénticos. Dicha célula proporciona más ADN para la secuenciación que una célula masculina, que tiene una sola copia de un cromosoma X. También evita las diferencias de secuencia encontradas al analizar dos cromosomas X de una célula femenina típica.

Los científicos acudieron a nuevas tecnologías que pueden secuenciar largos segmentos de ADN. En lugar de preparar y analizar pequeños fragmentos de ADN, utilizaron un método que deja las moléculas de ADN en gran medida intactas. Estas grandes moléculas de ADN fueron analizadas por dos instrumentos diferentes, cada uno de los cuales genera secuencias de ADN muy largas, algo que los instrumentos anteriores no podían lograr.

Después de analizar el cromosoma X humano de esta manera, Adam M. Phillippy y su equipo utilizaron un programa informático recientemente desarrollado para ensamblar los muchos segmentos de la secuencia generada. El grupo de Karen H. Miga, de la Universidad de California en Santa Cruz, coordinó el esfuerzo para cerrar la mayor brecha de secuencia restante en el cromosoma X: los aproximadamente 3 millones de bases de ADN repetitivo que se encuentran en la parte media del cromosoma, el centrómero.

No existe un estándar de oro para que los investigadores evalúen críticamente la precisión del montaje de secuencias de ADN tan repetitivas. Para ayudar a confirmar la validez de la secuencia generada, Miga y sus colaboradores realizaron una serie de pasos de validación. «Nunca antes habíamos visto estas secuencias en nuestro genoma, y no tenemos muchas herramientas para probar si las predicciones que estamos haciendo son correctas. Por eso es importante que los genetistas garanticen que el producto final sea de alta calidad», explica Miga.

Las enfermedades ligadas al cromosoma X pueden ser debidas a la presencia de un número anormal de copias del cromosoma X en las células (aberraciones cromosómicas de tipo numérico) o a mutaciones de genes presentes en el mismo. Entre las enfermedades producidas por presentar un número de cromosomas X distinto de lo normal, destacan el síndrome de Klinefelter (XXY), la trisomía del X (XXX) y el síndrome de Turner (XO, solo un cromosoma X). Las mutaciones de genes ocurren de forma más frecuente en los hombres que en las mujeres puesto que en muchos casos estas mutaciones son recesivas en ellas. Entre las enfermedades recesivas ligadas al X destacan la hemofilia, tanto del tipo A como del B, y el daltonismo. Otras relacionadas con este cromosoma son la distrofia muscular de Duchenne, la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth, la de Fabry, la de Menkes y la de Norrie, y los síndromes del X frágil, de Cornelia de Lange, de Rett y de Lesch-Nyhan.

Telómero a telómero

El trabajo forma parte de una iniciativa más amplia del consorcio Telomere-to-Telomere (T2T), parcialmente financiado por el NHGRI. El consorcio tiene como objetivo generar una secuencia de referencia más completa del genoma humano. Ahora continúa sus esfuerzos con los cromosomas humanos restantes, con el objetivo de generar una secuencia completa del genoma humano en 2020. «Todavía no sabemos lo que encontraremos en las secuencias recién descubiertas. Es la emocionante incógnita del descubrimiento. Esta es la era de las secuencias completas del genoma, y la estamos adoptando de todo corazón», dijo Phillippy.

Pero siguen existiendo posibles desafíos. Los cromosomas 1 y 9, por ejemplo, tienen segmentos de ADN repetitivos que son mucho más grandes que los que se encuentran en el cromosoma X. «Sabemos que estos sitios antes desconocidos en nuestro genoma son muy diferentes entre los individuos, por lo que es importante comenzar a averiguar cómo estas diferencias contribuyen a la biología y enfermedades humanas», piensa Miga. Tanto Phillippy como Miga coinciden en que mejorar los métodos de secuenciación continuará creando nuevas oportunidades en genética humana y genómica.

julio 19/2020 (Diario Médico)

Aunque la dicotomía naturaleza-crianza (nature-nurture en inglés) sigue originando debates y estudios sobre la preponderancia o influencia de una u otra, hay bastante consenso en considerar que ambas condicionan el desarrollo humano. Hay herencia genética que determina rasgos físicos y psíquicos, y hay un contexto educativo, nutritivo, familiar, social, étnico y epigenético que modela los genes.

En simplificación metafórica, de un bloque de mármol, piedra caliza, arcilla o hierro (naturaleza), un escultor (crianza) puede cincelar una obra de arte y otro, una pieza informe. A esa doble acción hay que añadir en el ser humano su libertad y capacidades internas: no se trata, obviamente, de un material inerte; puede resistirse y no aceptar los golpes del artista, puede cambiar de aires y puede potenciar o malograr su carga genética en función de las decisiones que vaya tomando: desde aprender un idioma a jugar al bádminton o moderarse con los dulces.

Pensar que la vida de alguien está escrita en sus genes ignora, como en la Luna, una cara oculta.
El auge de las secuenciaciones genéticas, consagradas a comienzos de este siglo con el Proyecto Genoma Humano, ha ensalzado un área decisiva en Medicina, en especial en enfermedades con clara etiología genética o, como en Oncología, con mutaciones cuya supresión puede ser curativa. Pero lo que en un principio parecía más sencillo, se está enrevesando: para trastornos algo complejos los análisis genómicos no dejan de aislar genes influyentes, por no hablar de la inteligencia u otros rasgos menos tangibles. Los genes pueden establecer unas reglas, pero el resultado varía, a veces sustancialmente, de una ejecución a otra del programa. En el cerebro, por ejemplo, pequeñas diferencias en una etapa pueden tener consecuencias en cascada y ser amplificadas en etapas posteriores del desarrollo, como se ha observado en los estudios con gemelos.

De ahí el revuelo mundial ocasionado por la manipulación genética embrionaria del chino He Jiankui o los debates sobre la potenciación eugenésica: a pesar de los avances sustanciales, apenas entendemos el código biológico de la vida. Por eso es muy positivo el impulso del Senado a la genómica en España que se explica en el reportaje Guía profesional y plan político para que la medicina de precisión impregne el SNS  y, sobre todo, las medidas de armonización, confidencialidad, seguridad y personalización que se proponen. En un terreno tan delicado, las consideraciones bioéticas deben presidir los desarrollos científicos.
enero 29/2019 (diariomedico.com)

La vigilancia y reparación de errores durante la replicación del ADN no es igual de intensa en todos los puntos del genoma humano. Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), liderados por la investigadora ICREA Núria López-Bigas, demuestran que el mecanismo de reparación del ADN es más eficaz en las regiones de los genes que contienen la información para producir proteínas. Sus resultados se publican en Nature Genetics.

Los genes tienen una estructura básica dividida en exones e intrones. En los exones reside la secuencia genética para sintetizar proteínas, mientras que en los intrones hay otro tipo de información menos relevante. Se sabe que los exones no varían demasiado según la especie. La explicación científica aceptada es que son regiones demasiado importantes para la viabilidad de los organismos y muchas mutaciones no están permitidas, ya que tendrían efectos devastadores.

Menos mutaciones

«La selección negativa seguro que es un factor clave de la conservación de los exones entre especies, pero ahora sabemos que no es el único. Demostramos por primera vez que los exones reciben menos mutaciones que otras regiones de los genes porque hay más reparación», explica Núria López-Bigas, líder del laboratorio Genómica Biomédica.

Cuando se hace una copia del ADN, la molécula polimerasa, va poniendo un nucleótido tras otro en la secuencia hermana y, de vez en cuando, comete un error. De reparar este error -en caso de que se repare-, se hace cargo la maquinaria de reparación del mal apareamiento (DNA mismatch repair, en inglés).

Los investigadores analizaron tumores de colon en los cuales la polimerasa, la copiadora, tiene una mutación. Por esta razón, dichos tumores tienen muchas más mutaciones. Ahora bien, cuando compararon el número de mutaciones entre exones e intrones, observaron que en los exones había muchas menos de las esperables.

Entonces analizaron los genomas de un tipo de cáncer cerebral infantil donde, además de la mutación en la polimerasa -como en los tumores previamente analizados-, también está mutado el sistema de reparación. Observaron que en estos tumores el número de mutaciones en los exones era tan alto como cabía esperar.

Reparación eficiente

«El mecanismo de reparación vigila que no se acumulen mutaciones en el genoma y, especialmente, en los exones», constata Joan Frigola, estudiante de doctorado y primer autor del artículo junto con el investigador postdoctoral Sabarinathan Radhakrishnan.

Los investigadores dan una pista de cual podría ser el mecanismo por el cual la maquinaria de reparación en los exones es más eficiente que en los intrones. La respuesta, dicen, se encuentra en que los exones tienen un contenido muy alto de una marca específica, H3K36me3, que permite un reclutamiento más grande de proteínas de reparación hacia los exones, haciendo más eficaz la reparación.

«Nuestras maquinarias de reparación «saben» que tienen que fijarse en las regiones más importantes del genoma. Y este conocimiento hay que tenerlo en cuenta en el momento de estudiar los procesos de mutación y de reparación del ADN y en estudios sobre evolución, tanto de los tumores como de las especies», concluye López-Bigas.

El laboratorio dirigido por López-Bigas inició este trabajo en la Universidad Pompeu Fabra y lo ha finalizado en el IRB Barcelona. El estudio ha contado con la financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el programa H2020 de la UE, el Ministerio de Economía y Competitividad/Fondos Feder y la Fundación La Marató de TV3.

noviembre 13/ 2017 (diariomedico.com)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/11/14/el-corrector-del-adn-es-mas-eficiente-en-las-regiones-mas-relevantes-del-genoma/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/09/15/60758/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/09/15/60758/#comments Fri, 15 Sep 2017 05:45:59 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=60758 Un estudio sobre el ADN de 210 000 individuos produjo una verdadera fotografía de la evolución humana.

El hombre sigue evolucionando y al hacerlo ‘aleja’ los genes que están vinculados a algunas enfermedades , en especial las que pueden limitar la duración de la vida o comprometer la fertilidad.

Publicado en Plos Biology, la investigación fue coordinada por la Columbia University de Nueva York y realizada entre Estados Unidos y Gran Bretaña.

Por primera vez el genoma humano fue ‘capturado’ en la plenitud de sus cambios y en el arco de una o dos generaciones.

‘Es una pequeña señal, pero hemos hallado evidencia de que la selección natural está a la obra en las poblaciones humanas modernas’, dijo el genetista evolucionista Joseph Pickrell, autor de la investigación junto a Hakhamenesh Mostafavi.

Obtener este resultado no ha sido fácil porque las enfermedades  consideradas por los investigadores no están vinculadas a un único gen, sino a males complejos determinados por la acción conjunta de más genes, como aquellas cardiovasculares y el alzhéimer, junto a la obesidad, asma e hipercolesterolemia.

También fueron analizadas las variantes genéticas presentes en los grandes fumadores y en estas, como los otras, resultaron menos frecuentes en las personas que viven más tiempo.

La idea es que la selección natural actúe en la ‘limpieza’ de estas variantes genéticas poco favorables a una buena salud y a una vida extensa.

Todas aparecen menos frecuentes en las personas que viven más y con el paso del tiempo estas enfermedades  tienen menos probabilidades de ser difundidas entre la población.

Además están evolucionando los genes que controlan la llegada de la pubertad y de la fertilidad y los investigadores advierten que también en éstos, como en aquellos vinculados a las enfermedades , el ambiente seguirá ejerciendo una influencia importante.

Esto quiere decir que trazos genéticos que en una población hoy son positivos podrían no serlo en una población distinta o en el futuro.

El ambiente está cambiando constantemente -observó Mostafavi- y un trazo genético que en una población hoy está asociada una mayor duración de la vida podría no estarlo en las generaciones futuras, o en otra población actual’.
septiembre 14/2017 (ANSA)

Después de que la comunidad científica secuenciara el genoma humano, hace unos 15 años, tenía grandes esperanzas de que este tesoro de información revelara los genes subyacentes en estas enfermedades altamente hereditarias.

Sin embargo, hacia 2010, los científicos empezaron a ser conscientes de que esto no estaba produciéndose. Para empezar, no había suficientes pacientes: para poder poner de manifiesto un marcador genético estadísticamente significativo, los investigadores necesitan grupos de pacientes mucho mayores que los que habían conseguido reunir hasta entonces. Además, muchas de las variantes que esos estudios pusieron de relieve se encontraron fuera de las regiones del ADN que codifican para proteínas, haciendo mucho más difícil averiguar cómo pueden llegar a causar la enfermedad.

Un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, publicado en la revista  científica eLIFE, donde los científicos  afrontan ambos problemas. Combinando información de las asociaciones entre los genes y las enfermedades, con mapas de modificaciones químicas conocidas como marcas epigenómicas, que controlan qué genes están activados, el equipo de Xinchen Wang, Laurie Boyer y Manolis Kellis, ha conseguido identificar factores genéticos adicionales que contribuyen a producir una alteración cardiaca hereditaria, la cual hace a las personas más susceptibles de sufrir un fallo cardiaco.

Esta estrategia de investigación supera un obstáculo principal en el campo de la genética humana y plantea una posible vía hacia el esclarecimiento de varios enigmas sobre la heredabilidad de rasgos complejos.

Además, según los autores del estudio, esta estrategia podría ayudar a aclarar también diversas cosas sobre muchas otras enfermedades hereditarias.

mayo 21/ 2016 (Noticias de la ciencia)

Científicos rusos identificaron la esencia del comportamiento de la cadena de la molécula del ácido desoxirribonucleico (ADN), clave en la curación de numerosas enfermedades, incluida el cáncer, informó recientemente  la televisión.

 Investigadores del laboratorio molecular de la facultad de Biología, de la Universidad Moscovita M. Lomonósov, identificaron una cadena del ADN de dos metros de largo dentro del núcleo celular con un diámetro de menos de una centésima de milímetro, según un reportaje.

 El análisis posterior de ese descubrimiento contribuirá a identificar nuevos métodos de curación de enfermedades genéticamente condicionadas, incluido el cáncer, explicó el jefe de cátedra de Biología Molecular, Serguei Razin.

 Según Razin, el ADN que contiene toda la información genética de cada individuo, es una larga cadena en el orden de los dos metros, mientras el núcleo que la alberga tiene un diámetro de unos 10 micrones, por lo que su disposición debe ser muy compacta, sugirió el científico.

 Con toda la complejidad del fenómeno, prosiguió Razin, la cadena debe estar dispuesta de manera que las partes de las células que contienen información necesaria sean accesibles a los equipos que descifran información del ADN.

 No está claro todavía por qué difieren las células de la piel o la retina del ojo, aunque contienen el mismo genoma. Ello podría estar en dependencia de la disposición/ubicación del portador de la información genética en el espacio molecular, indicó el investigador.

 De tal modo, los autores del descubrimiento sostienen que la densidad (de la envoltura de la cadena) está directamente relacionada con el trabajo de los genes.

 Por primera vez en Rusia, un proyecto de esa naturaleza obtenido en laboratorio usó un método de estudio molecular que permitió la obtención de un mapa tridimensional de la organización de todo el genoma humano.

 La modelación del proceso biológico del ADN con ayuda de los datos obtenidos se realizó en el superordenador Lomonosov, capaz de procesar miles de millones de operaciones por segundo.

 Según el equipo de investigadores, el estudio de análisis requirió 200 superprocesadores y tres días de trabajo.

diciembre 05/ 2015 (PL) Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2015. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Durante el Segundo Congreso de Ciencia Forense «dando nombre a los desaparecidos», organizado por la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) explicaron que mediante esas técnicas es posible conocer la edad aproximada, género, contexto en que vivió e incluso la alimentación del fallecido.

La UNAM recordó en un comunicado que la licenciatura en Ciencias Forenses fue creada para formar profesionales en la disciplina y entrelaza temas de medicina, química, biología, antropología, filosofía y derecho, así como técnicas de criminalística, microscopía y análisis genético, entre otros.

Durante el congreso, los especialistas explicaron que obtener datos suficientes y confiables para identificar a un desconocido depende del estado de descomposición del cuerpo, si se encuentra completo o si han pasado miles de años desde el deceso, como ocurre con los vestigios arqueológicos.

«Las huellas dactilares, los tatuajes, la sangre, el cabello y el tejido de hígado, riñón o músculo son las formas más habituales de identificación, pues facilitan cotejar características evidentes con las pruebas de ADN», resaltó Elizabeth Alfaro López, de la Procuraduría General de Justicia de Nuevo León.

La especialista señaló que el reto de la identificación de personas aumenta su complejidad si los cuerpos que se analizarán están descompuestos, algo común en entidades donde los problemas de violencia conviven con las altas temperaturas que aceleran el deterioro.

«Si un cadáver está putrefacto, para su identificación deben elegirse dientes y huesos, que son los mejor conservados porque son duros; además, son una fuente rica de ADN», precisó.

En ese sentido, recomendó a los futuros profesionales en ciencias forenses utilizar para el proceso de identificación piezas largas como fémur, húmero, cúbito, radio, tibia o peroné, así como el dedo chiquito del pie, correspondiente al meñique, pues se trata de una muestra de uno a cinco centímetros; ya lavado, se obtienen hasta 13 fracciones.

Explicó que de huesos y dedos se hace una extracción orgánica para conseguir ADN que luego se amplifica y se lee para saber el sexo y si el material genético corresponde a algún familiar; «con este método se ha reducido el tiempo del proceso para lograr, entre 18 y 24 horas, un perfil de calidad».

A su vez, el estudiante de maestría en Antropología Física, Juan Joel Hernández Olvera, expuso un comparativo de restos humanos de 2015 y que datan de 1600 antes de Cristo a partir del «análisis del proteoma», un conjunto de proteínas que están dentro del genoma humano.

Explicó que en ese proceso se buscan las proteínas que prevalecen a partir de muestras de dientes, cabello o tejido momificado y su estudio es útil para la identificación de desaparecidos y de momias antiguas.

El antropólogo físico utilizó la placa dentobacteriana de seis cadáveres actuales y antiguos para obtener el proteoma, de los que obtuvo 23 miligramos de material biológico con proteínas preservadas, 41 miligramos de los contemporáneos; en ambos casos suficientes para realizar estudios de identidad.

«El análisis a partir del proteoma sirve para identificar personas, pero también para revelar la historia de las enfermedades, la interrelación del ser humano con su medio ambiente, la presencia de agentes patógenos y el tipo de alimentación», comentó.

En tanto, Nancy Vargas Becerril, colaboradora de un proyecto de la Facultad de Odontología (FO) de la UNAM, presentó una investigación sobre el tejido calcinado dental, que se realiza en el Laboratorio de Bioingeniería de Tejidos de la Unidad de Estudios de Posgrado de la entidad universitaria.

El estudio aborda la composición dental, formada por esmalte y dentina; el primero tiene 95 % de composición mineral, mientras la segunda, 75 % , lo que explica que los dientes sean resistentes a las altas temperaturas y comparables con un material cerámico.

«La dentadura humana soporta temperaturas de 100, 200 y 300 grados Celsius. Con más calor la dentina comienza a calcinarse y el esmalte a fraccionarse», explicó.

En experimentos realizados con espectroscopía infrarroja y microscopía óptica, que permiten ver la estructura dental interna, Vargas Becerril comprobó que a 500 grados la frontera entre dentina y esmalte se disuelve, mientras que de mil a mil 200 grados las piezas se carbonizan.

agosto 14/ 2015 (Notimex).-

Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2015 Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La versión humana de una secuencia de ADN llamada HARE5 activa un gen importante para el desarrollo cerebral, y ocasiona que un embrión de ratón produzca un cerebro que acaba siendo un 12 % más grande en la fase final del embarazo, en comparación con el caso de un embrión al que se inyecte la versión de HARE5 que posee el chimpancé.

Con estos experimentos, el equipo de Debra Silver, profesora de genética molecular y microbiología en la Escuela Médica de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, ha demostrado que es posible localizar diferencias clave entre el código genético del chimpancé y el del Ser Humano y después identificar sus respectivas contribuciones al desarrollo temprano del cerebro utilizando embriones de ratón.

El tamaño del cerebro humano se expandió de forma espectacular en el transcurso de la evolución, dotándonos con habilidades únicas como el uso del lenguaje abstracto y la capacidad de realizar cálculos complejos.

Y es obvio que ello acarreó cambios en el genoma humano que marcan diferencias con respecto al genoma del chimpancé, nuestro pariente evolutivo más cercano.

abril 12/ 2015 (SINC)

La genética cardiovascular es uno de los temas centrales que mayor interés despertó hace pocos meses entre los asistentes al ESC Congress.El genoma humano contiene aproximadamente 56 millones de variantes genéticas. Las tecnologías de genotipado y secuenciación permiten establecer la arquitectura de una enfermedad definiendo sus bases genéticas, así como su influencia en el pronóstico y en la selección del tratamiento. En los últimos años se han realizado multitud de estudios de colaboración internacional sobre el genoma completo para establecer qué factores genéticos se asocian a un posible riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares.

Actualmente se conoce que la genética contribuye entre el 40 y el 60 % al desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Las pruebas genéticas, como el Cardio inCode, están apareciendo en el mercado cada vez con más fuerza. Estudian e integran la información genética, clínica y de estilo de vida del paciente para ayudar a establecer, de una manera más precisa y fiable, el riesgo de padecer un evento cardiovascular (infarto de miocardio, angina de pecho) en los próximos 10 años. De esta manera, permiten aplicar un tratamiento preventivo adecuado a este riesgo mucho más preciso.

Únicamente a través de una muestra de saliva del paciente ya se puede analizar la base genética. Una vez obtenidos los resultados se evalúa el riesgo genético de desarrollar un evento cardiovascular. Esta información se complementa con la clínica del paciente. Se ha demostrado que estas técnicas mejoran significativamente la capacidad de predicción obtenida a través de otras técnicas utilizadas hasta ahora, como la ecuación Score, la de Framingham o las adaptaciones de la ecuación de Framingham. Las personas que tengan cierto riesgo genético deberán vigilar muy de cerca sus hábitos o cambiar algunos para poder prevenir enfermedades. Y es que hay muchas cosas que dependen de la genética, pero los hábitos de cada persona tienen un gran peso en el desarrollo de enfermedades.

La genética es una herramienta más del médico para la mejor caracterización de sus pacientes. No en vano, y como ejemplo, las variantes genéticas incluidas en Cardio inCode aportan un riesgo para el desarrollo de eventos cardiovasculares similar al que aporta la hipertensión o la hipercolesterolemia. Estos test genéticos tienen varias indicaciones, desde conocer en la juventud el riesgo global en familias con historia de eventos cardiovasculares tempranos, en personas con algún o algunos factores de riesgo en valores bordelines en quienes se desea conocer de manera precisa su riesgo cardiovascular o en quienes se duda en qué momento iniciar el tratamiento, hasta personas en tratamiento en quienes se desea adecuar los objetivos terapéuticos. En el futuro el objetivo será poder predecir todos estos riesgos al nacer.
febrero 11/2015 (Diario Médico)

En los últimos años se han realizado multitud de estudios de colaboración internacional sobre el genoma completo para establecer qué factores genéticos se asocian a un posible riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares.

Actualmente se conoce que la genética contribuye entre el 40 y el 60 % al desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

Las pruebas genéticas, estudian e integran la información genética, clínica y de estilo de vida del paciente para ayudar a establecer, de una manera más precisa y fiable, el riesgo de padecer un evento cardiovascular (infarto de miocardio, angina de pecho) en los próximos 10 años. De esta manera, permiten aplicar un tratamiento preventivo adecuado a este riesgo mucho más preciso.

Únicamente a través de una muestra de saliva del paciente ya se puede analizar la base genética. Una vez obtenidos los resultados se evalúa el riesgo genético de desarrollar un evento cardiovascular.

Esta información se complementa con la clínica del paciente. Se ha demostrado que estas técnicas mejoran significativamente la capacidad de predicción obtenida a través de otras técnicas utilizadas hasta ahora, como la ecuación Score, la de Framingham o las adaptaciones de la ecuación de Framingham.

Las personas que tengan cierto riesgo genético deberán vigilar muy de cerca sus hábitos o cambiar algunos para poder prevenir enfermedades. Y es que hay muchas cosas que dependen de la genética, pero los hábitos de cada persona tienen un gran peso en el desarrollo de patologías.

La genética es una herramienta más del médico para la mejor caracterización de sus pacientes. No en vano, y como ejemplo, las variantes genéticas  aportan un riesgo para el desarrollo de eventos cardiovasculares similar al que aporta la hipertensión o la hipercolesterolemia. Estas pruebas  genéticas tienen varias indicaciones, desde conocer en la juventud el riesgo global en familias con historia de eventos cardiovasculares tempranos, en personas con algún o algunos factores de riesgo en valores bordelines en quienes se desea conocer de manera precisa su riesgo cardiovascular o en quienes se duda en qué momento iniciar el tratamiento, hasta personas en tratamiento en quienes se desea adecuar los objetivos terapéuticos.

En el futuro el objetivo será poder predecir todos estos riesgos al nacer.

enero 30 /2015 (Diario Médico)

Descifrar esta red de interacciones físicas es esencial para describir el papel que desempeñan las proteínas en las células humanas. Gracias a las nuevas tecnologías basadas en el manejo del genoma humano completo, se han podido testar en el laboratorio millones de pares de proteínas para comprobar cuáles interaccionan molecularmente entre sí, algo fundamental para comprender las relaciones genotipo-fenotipo.

En el trabajo se ha descrito un mapa de unas 14 mil  interacciones binarias proteína-proteína humanas de alta calidad.

Aunque la información actual de la red presentada cubre una porción relativamente pequeña del proteoma, el mapa es más homogéneo y revela una red más amplia de las interacciones de las proteínas de los humanos, que proporciona datos para precisar aspectos funcionales del cáncer.

El estudio ha permitido describir con más precisión las proteínas implicadas en el desarrollo del cáncer (oncoproteínas) y se ha constatado una gran cantidad de relaciones entre ellas, razón por la cual los científicos las denominan ‘nodos críticos’ de una red.
enero 16/ 2015 (Neurología)

De acuerdo con los resultados del estudio de los investigadores de la Universidad de Temple, en Filadelfia, el virus pudo ser sustraído de las células encargadas de la respuesta inmune, tales como células T y microglia, mismas que le sirven de vehículo silencioso.

La investigación publicada por la revista («PNAS») de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos precisa que la tecnología llamada «Cas9″ demostró una prometedora eficacia en la interrupción del VIH-1 (virus original) de las células infectadas de forma latente, la eliminación de su expresión genética y la replicación viral y la inmunización de las células no infectadas.

Destaca que dichas propiedades podrían proporcionar un camino viable hacia una cura permanente para el síndrome de imunodeficiencia adquirida (sida), además de proporcionar un medio para vacunar contra otros virus patógenos.

Los expertos sugieren que dada la facilidad y rapidez en el desarrollo del proyecto ARN Cas9/guide, las terapias personalizadas en pacientes con la variante 1 del VIH se podrían desarrollar al instante.

El análisis subraya que el sida aún es incurable debido a la integración permanente de VIH-1 en el genoma huésped, toda vez que tiene el riesgo de reactivación, incluso después de la terapia antirretroviral.

En ese sentido, expone la necesidad de nuevas estrategias para la separación del genoma viral de las células infectadas de forma latente, pues los métodos actuales son demasiado ineficientes y propensos a los efectos fuera de la meta.

«Nuestros resultados sugieren que Cas9/guide RNA puede proporcionar un enfoque específico, profiláctico y terapéutico contra el sida», argumentan los investigadores en el estudio.

Agregan que durante más de tres décadas, desde el descubrimiento del VIH-1, el sida aún es un problema de salud pública que afecta a más de 35.3 millones de personas en todo el mundo.
julio 22/2014 (Notimex)

Las proteínas son las sustancias que proveen la estructura, la función y la regulación de los tejidos y órganos del cuerpo. Los genes humanos contienen instrucciones (la codificación) que dirige la producción de las proteínas, según los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos.

Además de hallar la mayoría de las proteínas del cuerpo, los investigadores también identificaron 193 proteínas nuevas en el genoma humano. Las proteínas se hallaron en áreas del ADN que se creían que eran «no codificantes», o regiones que no codifican proteínas.

Hallar proteínas en áreas con genes que se creía que no codificaban significa que el genoma humano podría ser más complejo de lo que se pensaba, concluyeron los investigadores.

«Esta fue la parte más emocionante de este estudio, hallar más complejidades en el genoma. El hecho de que 193 de las proteínas provinieran de secuencias de ADN que se había predicho que no eran codificantes significa que no comprendemos del todo cómo las células leen el ADN, porque claramente esas secuencias sí codifican proteínas», señaló en un comunicado de prensa el Dr. Akhilesh Pandey, profesor del Instituto de Medicina Genética McKusick-Nathans y de química biológica, patología y oncología en la Universidad de Johns Hopkins, en Baltimore.

Hace más de diez años, los investigadores identificaron casi todos los 25 000 genes del ADN humano. La investigación, conocida como el Proyecto del Genoma Humano, proveyó a los científicos con información genética que les ayudó a averiguar cómo los cambios en ciertos genes podían desencadenar algunas enfermedades.

Los investigadores actuales buscaban crear un catálogo inicial de todas las proteínas en el cuerpo humano, o el «proteoma» humano. El equipo identificó proteínas que se originaban en más de 17 000 genes, lo que es alrededor del 84 % de todos los genes del genoma humano que se había predicho que codificaban proteínas.

Catalogar las proteínas humanas y su ubicación en el cuerpo podría aportar a los científicos más conocimiento incluso que un catálogo de todos los genes del genoma humano, apuntaron los investigadores. Explicaron que las características de un organismo dependen de sus genes. Pero esos genes proveen direcciones para producir proteínas, que son los componentes esenciales de todas las células del cuerpo.

«Se puede pensar en el cuerpo humano como en una inmensa biblioteca en que cada proteína es un libro», explicó Pandey, quien también es fundador y director del Instituto de Bioinformática de Bangalore, India. «El problema es que no tenemos un catálogo completo que nos de los títulos de los libros disponibles ni dónde hallarlos. Creemos que ahora tenemos un buen primer borrón de ese catálogo completo».

Al intentar catalogar todas las proteínas del cuerpo, el equipo de investigadores de la Johns Hopkins y del Instituto de Bioinformática llevó a cabo un amplio examen de las proteínas en el cuerpo humano a partir de 30 muestras de tejido.

Pandey apuntó que el proteoma humano es tan inmenso y complejo que quizá nunca se complete. Pero sugirió que esta investigación provee una base para otros científicos.

«Al generar un conjunto de datos completo de las proteínas humanas, hemos facilitado que otros investigadores identifiquen las proteínas en sus experimentos», aseguró. «Creemos que nuestros datos se convertirán en el estándar de excelencia en el campo, sobre todo porque todos se generaron utilizando métodos y análisis uniformes, y equipos de última tecnología».
junio 8/2014  (HealthDay News)

Científicos del Centro de Investigación en Epidemiología Ambiental (CREAL) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF) han descubierto que una región variable del genoma –una inversión, parte del genoma que tiene la secuencia en un orden invertido al normal, en  16p11.2– protege del desarrollo conjunto de dos patologías: asma y obesidad.

El estudio, publicado en The American Journal of Human Genetics (doi.org/10.1016/j.ajhg.2014.01.015), proporciona por primera vez una prueba convincente de la existencia de una variante genética común para estas dos enfermedades.

El estudio utiliza nuevas herramientas bioinformáticas que analizan el genoma completo para detectar regiones donde hay inversiones

Otra de las novedades del artículo es que se han utilizado nuevas herramientas bioinformáticas (inveRsion) capaces de analizar el genoma completo para detectar regiones donde hay inversiones y analizarlas respecto a enfermedades comunes usando datos existentes de individuos estudiados. Las inversiones son alteraciones en el genoma que pueden o no derivar en patología.

Según detalla Juan Ramón González, investigador del CREAL, “hasta ahora este tipo de estudios eran muy costosos ya que no existían métodos para analizar de forma masiva las inversiones genómicas en poblaciones grandes”. En esta ocasión, se analizaron en total los datos de 5800 personas de Europa, Asia, África y América.

Diferencias según continente

Solo un 10% de la población del este de África cuenta con esta inversión genómica y un 50% de la población del norte de Europa

Los resultados muestran que la región genómica analizada varía según el continente de donde proceda la persona.

“Se trata de un ejemplo de cómo las variaciones del genoma se pueden seleccionar en función de la adaptación de los seres humanos a su entorno, en este caso, las necesidades metabólicas en relación al clima”, aclara Luis Pérez-Jurado, investigador de la UPF y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER).

Concretamente, solo un 10% de la población del este de África cuenta con esta inversión genómica y un 50% de la población del norte de Europa –donde se supone que esta alteración se ha seleccionado para mejor adaptación al clima frío que exige un metabolismo basal más activo–.

Globalmente, tras el estudio de 5800 personas, esta variante genética explica el 40% de la “protección o predisposición” genética a padecer conjuntamente asma y obesidad.

“Actualmente estamos usando los métodos que hemos desarrollado para estudiar el papel de más de cien inversiones en otras enfermedades. Concretamente, ahora estudiamos algunas inversiones que parecen predisponer al desarrollo de autismo o discapacidad intelectual, entre otras”, destaca González.
febrero 21/2014 (SINC)

Juan R. González, Alejandro Cáceres, Tonu Esko, Ivon Cuscó, Marta Puig, Mikel Esnaola. «A Common 16p11.2 Inversion Underlies the Joint Susceptibility to Asthma and Obesity». The American Journal of Human Genetics. 20 Feb de 2014.

El estudio, publicado en Nature y Nature Biotechnology, ofrece el conjunto más grande de datos presentado hasta ahora que enlazan la información del genoma humano (ADN) con la actividad funcional de estos genes en el ARN.

La aportación científica española está coordinada por Xavier Estivill, jefe de grupo en el Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona. También han participado otras dos instituciones españolas: el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), en Barcelona, y la Universidad de Santiago (USC) en Santiago de Compostela.

El trabajo mide la actividad genética (su expresión) secuenciando el ARN en células humanas de 462 individuos, de los que ya se habían definido sus secuencias de ADN en el marco del proyecto de los 1000 genomas. Así pues, este estudio añade una interpretación funcional al catálogo más importante de genomas humanos.

Según Tuuli Lappalainen, de la Universidad de Ginebra, «es importante fijarse en cómo funciona el genoma humano en vez de centrarnos solo en genes individuales.»

Clave clínica
Conocer qué variantes genéticas son las responsables de las diferencias en la actividad de los genes entre individuos puede convertirse en una poderosa clave para el diagnóstico, el pronóstico y la intervención en diferentes enfermedades, según Emmanouil Dermitzakis, de la misma universidad.

Los resultados enlazan la variabilidad genética a nivel estructural con los perfiles de expresión génica. «Esta investigación abre el camino hacia el estudio de la función génica basada en la información que contiene el ARN y sus variantes en la población», explica Estivill. A su juicio, estos datos permitirán que los científicos de todo el mundo puedan abordar proyectos de investigación que van desde estudiar las funciones concretas de un gen determinado hasta describir complejas relaciones entre genes y los rasgos fisiológicos en humanos.
septiembre 20/2013 (Diario Médico)

Lappalainen T, Sammeth M, Friedländer MR, ‘t Hoen PA, Monlong J, Rivas MA, Gonzàlez-Porta M, et. al. Transcriptome and genome sequencing uncovers functional variation in humans. Nature. 2013 Sep 15. doi: 10.1038/nature12531.

Estas mutaciones se produjeron en las regiones del ADN encargadas de codificar las proteína y el 73 %  de ellas aparecieron en esos 5000 años, unos actuales es «considerablemente diferente» al de hace 5000 años, un momento en el que se produjo una explosión demográfica por la que la población mundial ascendió de alrededor de 10 millones de personas a los 7000 millones actuales.

Estos cambios en el ADN son «muy, muy recientes desde una perspectiva evolucionista y resulta realmente chocante que el panorama de estas regiones codificadoras de proteínas sea tan diferente a lo que era hace unos pocos miles de años», apuntó Akey.

En este sentido, estos resultados demuestran «la huella que la historia reciente ha dejado sobre nuestro material genético», añadió el experto.

La investigación reveló además que el genoma humano contiene una «cantidad enorme» de mutaciones raras, alrededor del 86 %  del total de variaciones, que están presentes solo en el ADN de una persona o de un puñado de ellas.

Así, cada participante del estudio contaba con alrededor de 150 variaciones que los científicos no pudieron hallar en sus progenitores.

Según Akey, la importancia de estas mutaciones reside en que afectan a la estructura de las proteínas y a su funcionamiento, y determinan factores como la susceptibilidad de sus portadores ante distintas enfermedades o su respuesta a los tratamientos.

Además, los estadounidenses de origen europeo heredaron un mayor número de mutaciones consideradas dañinas para la salud que sus compatriotas de procedencia africana.

Los antepasados europeos de estos estadounidenses emigraron a Europa desde  Africa y sufrieron lo que se conoce como «cuello de botella demográfico», un descenso temporal de su población.

Dado que la selección natural funciona de forma menos eficiente en poblaciones pequeñas como las que formaron estos individuos, su material genético heredó un mayor número de mutaciones perjudiciales, detalló Akey, quien subrayó sin embargo que aunque la diferencia entre ambos grupos existe, ésta es «muy pequeña».

Determinar la edad de estas mutaciones y el momento en el que se produjeron es importante para la reconstrucción de la evolución humana, así como para mejorar el diseño de los estudios de enfermedades genéticas.

En este sentido, el científico estadounidense confía en que su trabajo beneficie a la investigación de enfermedades como la fibrosis quística, la hipertensión, la diabetes o la obesidad.
noviembre 28/2012 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

En primer lugar, puede ayudar a explicar por qué algunas personas son más propensas a enfermedades comunes como la presión alta y los males cardiacos.

La investigación, publicada por más de 500 científicos, revela redes extraordinariamente complejas que le comunican a nuestros genes qué hacer y cuándo, con millones de interruptores.

“Es una coreografía increíble en movimiento, de un modesto número de genes y un número inmenso de… interruptores que organizan la coreografía sobre cómo son usados esos genes”, dijo el doctor Eric Green, director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, que organizó el proyecto.

El estudio indica además que al menos el 80 % del código genético humano, o genoma, participa activamente en procesos biológicos. Esa cifra es sorprendentemente alta y contrasta drásticamente con la idea de que la gran mayoría de nuestro ácido desoxirribonucleico está inactivo.

La mayoría de las personas sabe que el ADN contiene genes, los cuales llevan las instrucciones vitales. Pero los científicos han creído por mucho tiempo que esos patrones genéticos ocupan sólo casi el 2 % del genoma, y su comprensión de lo que ocurre en el resto ha sido nebulosa.

De manera similar, han sabido que el genoma contiene reguladores que controlan la actividad de los genes, de manera que un conjunto de genes está activo en una célula hepática y otro grupo en una célula cerebral. Pero la nueva investigación muestra la manera como esto ocurre en una escala amplia.

“(Esta es) nuestra primera visión global de la manera en que el genoma funciona”, algo parecido a los mapas de Google que permite ver de lejos y de cerca el proceso, dijo Elise Feingold, del instituto sobre el genoma.

El caudal de hallazgos fue divulgado en 30 documentos publicados en tres revistas científicas, mientras que otros escritos afines aparecen en algunas otras publicaciones. En total, los 30 documentos provienen de más de 500 autores. El proyecto lleva el nombre de ENCODE, siglas en ingles de Enciclopedia de Elementos del ADN.

El genoma humano está compuesto por unos 3000 millones de “cartas” en ramificaciones que forman la conocida estructura de doble hélice del ADN. Las secuencias particulares de esas cartas forman los genes, los cuales comunican a las células la manera de producir proteínas. Las personas tienen alrededor de 20 000 genes, pero la vasta mayoría del ADN está fuera de los genes.
septiembre 5/2012 (AP)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

ENCODE Project Consortium, Bernstein BE, Birney E, Dunham I, Green ED, Gunter C, Snyder M. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome.Nature (doi: 10.1038/nature11247.) 2012 Sep 6;489 (7414):57-74.

En primer lugar, puede ayudar a explicar por qué algunas personas son más propensas a enfermedades comunes como la presión alta y los males cardiacos.

La investigación, publicada por más de 500 científicos, revela redes extraordinariamente complejas que le comunican a nuestros genes qué hacer y cuándo, con millones de interruptores.

«Es una coreografía increíble en movimiento, de un modesto número de genes y un número inmenso de… interruptores que organizan la coreografía sobre cómo son usados esos genes», dijo el doctor Eric Green, director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, que organizó el proyecto.

El estudio indica además que al menos el 80 % del código genético humano, o genoma, participa activamente en procesos biológicos. Esa cifra es sorprendentemente alta y contrasta drásticamente con la idea de que la gran mayoría de nuestro ácido desoxirribonucleico está inactivo.

La mayoría de las personas sabe que el ADN contiene genes, los cuales llevan las instrucciones vitales. Pero los científicos han creído por mucho tiempo que esos patrones genéticos ocupan sólo casi el 2 % del genoma, y su comprensión de lo que ocurre en el resto ha sido nebulosa.

De manera similar, han sabido que el genoma contiene reguladores que controlan la actividad de los genes, de manera que un conjunto de genes está activo en una célula hepática y otro grupo en una célula cerebral. Pero la nueva investigación muestra la manera como esto ocurre en una escala amplia.

«(Esta es) nuestra primera visión global de la manera en que el genoma funciona», algo parecido a los mapas de Google que permite ver de lejos y de cerca el proceso, dijo Elise Feingold, del instituto sobre el genoma.

El caudal de hallazgos fue divulgado en 30 documentos publicados en tres revistas científicas, mientras que otros escritos afines aparecen en algunas otras publicaciones. En total, los 30 documentos provienen de más de 500 autores. El proyecto lleva el nombre de ENCODE, siglas en ingles de Enciclopedia de Elementos del ADN.

El genoma humano está compuesto por unos 3000 millones de «cartas» en ramificaciones que forman la conocida estructura de doble hélice del ADN. Las secuencias particulares de esas cartas forman los genes, los cuales comunican a las células la manera de producir proteínas. Las personas tienen alrededor de 20 000 genes, pero la vasta mayoría del ADN está fuera de los genes.
septiembre 5/2012 (AP)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

ENCODE Project Consortium, Bernstein BE, Birney E, Dunham I, Green ED, Gunter C, Snyder M. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature (doi: 10.1038/nature11247.) 2012 Sep 6;489 (7414):57-74.

«A pesar de los avances en la búsqueda de variantes genéticas asociadas a la talla, hasta el momento estas variantes solo explicaban el 10% de la variación en la estatura de los adultos», afirmó el autor principal del estudio, el doctor Joel N. Hirschhorn, del Hospital Infantil de Boston y el Instituto Broad.

Los doctores Hirschhorn, Yiping Shen y Andrew Dauber, establecieron relaciones entre la estatura humana y los excesos o ausencias en el material genético, variante de número de copias (VCN).

Algunas VNC son comunes, lo que significa que se observan con frecuencia en el genoma humano, pero otras se dan con muy poca frecuencia. Para averiguar si la VNC desempeña algún papel en la alta o baja estatura, se realizó un estudio genómico del número de copias en una cohorte de niños, a los que se les hizo una investigación de hibridación con microarrays por razones clínicas, y se observó un exceso de supresiones raras en los niños con baja estatura. Según el doctor Shen, «tras ampliar nuestros resultados a una gran cohorte de base poblacional, volvimos a observar un exceso de deleciones de baja frecuencia en los individuos más bajos».

Los resultados «reforzaron la hipótesis de que la carga de deleciones de baja frecuencia puede conducir a una menor estatura, y sugirieron que este fenómeno se extiende a la población en general», concluyó el doctor Dauber.
noviembre 28/2011 (Jano.es)

Andrew Dauber, Yongguo Yu, Michael C. Turchin, Charleston W. Chiang, Yan A. Meng. Genome-wide Association of Copy-Number Variation Reveals an Association between Short Stature and the Presence of Low-Frequency. The American Journal of Human Genetics, noviembre 23/2011.

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2011/02/14/los-grandes-avances-por-el-genoma-humano-no-son-inminentes/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2010/07/29/avanzan-investigaciones-sobre-genoma-humano-gracias-a-las-proteinas/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2010/07/29/avanzan-investigaciones-sobre-genoma-humano-gracias-a-las-proteinas/#comments Thu, 29 Jul 2010 06:00:23 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=7860 El gran avance de la ciencia marcado por la primera secuenciación del genoma humano en el año 2000 abrió a los investigadores un nuevo campo de exploración, el de unas 21 000 proteínas del cuerpo humano con sus interacciones y el eventual papel que juegan en enfermedades como el cáncer.
Tal es el objetivo de un programa internacional de investigación International Interactome Initiative o Tripe I que los investigadores rebautizaron i cube, piloteado por el canadiense Benoit Coulombe, director del laboratorio de transcripción genética y proteómica del Instituto de Investigaciones Clínicas de Montreal.
\»Con la secuencicación del genoma, obtuvimos una lista de todas las proteínas que forman el cuerpo humano, conocemos su secuencia a través de la del ADN que las codifica, pero en gran proporción, estas proteínas nunca fueron vistas ni estudiadas\», explica el biólogo.
Estudiando algunas proteínas que pueden estar implicadas en una enfermedad de la piel, por ejemplo, se descubrió una nueva, responsable de una forma específica de la enfermedad.
Esta investigación es fundamental para encontrar un día el tratamiento correcto. Ya que, aunque se conozca el gen culpable de la enfermedad, es imposible, hasta ahora, modificar el ADN en todas las células. Pero se puede actuar sobre las proteínas dando con la molécula química correcta, explica el biólogo.
Si una proteína puede volverse \»mala\» por causa de un \»mal\» código genético en el ADN, tal evolución puede tener otra causa, epi-genética, por ejemplo una enzima que la modifica.
El \»triple I\» es un programa que implica a laboratorios canadienses, estadounidenses, austríacos, alemanes y suizos. Cada grupo de investigadores hace los mismos experimentos con treinta proteínas y luego comparan los resultados.
\»Los especialistas del genoma se interesan en los genes, los médicos en las enfermedades, nuestra investigación es sobre el espacio desconocido entre los dos\», agrega.
Montreal, julio 28 (AFP)