Durant anys, la seqüenciació del cromosoma Y humà, un dels dos cromosomes sexuals, ha estat tot un repte per la complexitat de la seva estructura. Però, ara, un equip de més de cent científics ha aconseguit desxifrar-lo.
La seqüenciació completa del cromosoma associat al desenvolupament masculí era l’última peça que faltava en el mapa del genoma humà. Això suposa un pas molt important per a conèixer el seu paper real en el desenvolupament, la fertilitat o el càncer.
El Consorci T2T (Telomere-to-Telomere) és qui està darrere d’aquesta descoberta, publicada aquest dimecres en dos articles a la revista Nature. Aquest consorci ja va publicar en sis articles a la revista Science i en dotze escrits complementaris en altres publicacions la primera seqüència completa del genoma humà el 2022.
Aquell mapa gairebé acabat, al qual faltava «la fotografia» definitiva del cromosoma Y, rematava la fita aconseguida fa dues dècades, quan va poder-se cartografiar prop del 92% del genoma humà, un fet que ja va suposar una revolució en els àmbits de la biologia i la medicina.
L’any 2022 van aportar-se dades del 8% restant i van rebel·lar-se regions ocultes importants per entendre les malalties genètiques, la reproducció o la diversitat humana. Els articles publicats aquest dimecres a Nature, per tant, tanquen el cercle.
«Seqüenciar per complet el cromosoma Y suposa completar, per fi, el conjunt de cromosomes humans d’extrem a extrem», explica en un comunicat l’Institut Nacional d’Investigació del Genoma Humà, l’NHGRI, que dirigeix la investigació.
.@Genome_gov researchers have assembled the first, fully complete human #YChromosome sequence! This sequence reveals genetic factors with implications for fertility. https://t.co/uOHI6rNCnb (Thread) pic.twitter.com/DPNRD0UUU0
National Human Genome Research Institute (@genome_gov) August 23, 2023
«El cromosoma Y, juntament amb l’X, sol ser objecte de debat pel seu paper en el desenvolupament sexual humà«, detalla l’NHGRI i la Universitat Johns Hopkins.
«Tot i que aquests cromosomes exerceixen un paper central, els factors que intervenen en aquest desenvolupament estan repartits per tot el genoma i són molt complexos. Això dona lloc a la varietat de característiques sexuals humanes que es troben entre els individus masculins, femenins i intersexuals.»
«Aquestes categories no són equivalents al gènere», recorden les institucions, que afegeixen que treballs recents demostren que els gens del cromosoma Y contribueixen a altres aspectes de la biologia humana, com el risc i la gravetat del càncer.
Un cromosoma difícil de desxifrar
L’Y ha estat un cromosoma especialment complicat de desxifrar per culpa dels seus patrons moleculars repetitius. Acoblar les dades de la seva seqüenciació és com intentar llegir un llibre llarg tallat a tires.
La nova tecnologia de seqüenciació i els algoritmes bioinformàtics han permès als investigadors resoldre aquestes seqüències d’ADN. Les noves dades emplenen llacunes en més del 50% d’aquest cromosoma, descobrint importants característiques genòmiques amb implicacions, per exemple, per a la fertilitat, com ara els factors que intervenen en la producció d’esperma.
Quan els científics i els metges estudien el genoma d’un individu, comparen el seu ADN amb el d’una referència estàndard per determinar on hi ha variacions, detalla la Universitat de Califòrnia. Fins ara, la porció del cromosoma Y del genoma contenia «grans llacunes» que dificultaven la compressió de les variacions i les malalties associades.
«Quan es troben variacions que no s’han vist abans, l’esperança és sempre que aquestes variants genòmiques siguin importants per entendre la salut humana», detalla Adam Phillippy, líder del consorci i investigador de l’NHGRI. Per a l’investigador, les variants genòmiques mèdicament rellevants poden ajudar a dissenyar millors diagnòstics en el futur.
Què és el genoma?
El genoma és el conjunt complet d’instruccions d’un organisme, un llibre escrit amb combinacions de només quatre unitats químiques designades amb les lletres A, T, C i G (adenina, timina, citosina i guanina). Aquestes es denominen bases nucleòtides.
Per als humans, aquest manual d’instruccions conté uns 3.000 milions de parells de bases o lletres que es troben als 23 parells de cromosomes dins del nucli de totes les cèl·lules. Seqüenciar significa determinar-ne l’ordre exacte en un segment d’ADN.
La seqüenciació definitiva del cromosoma Y afegeix 30 milions de bases noves a la referència del genoma humà, resumeixen els responsables.
Aquestes bases revelen l’existència de 41 gens més que activen proteïnes i aporten informació crucial per als que estudien qüestions relacionades amb la reproducció o l’evolució.
El mapa complet del cromosoma sexual masculí es publica en un dels articles de Nature. A l’altre s’informa de la seqüenciació de 43 cromosomes Y humans diversos, que representen a 21 poblacions diferents.
Els assemblatges proporcionen una visió més detallada de la variació genètica al llarg de 183.000 anys d’evolució humana i revelen noves seqüències d’ADN, firmes de regions conservades i coneixements sobre els mecanismes moleculars que van contribuir a la complexa estructura del cromosoma Y.