Crean el atlas más completo del ADN regulador para comprender mejor el origen de las enfermedades
El nuevo mapa identifica más de 92 millones de interacciones del ADN que ayudan a comprender mejor el origen de numerosas enfermedades
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Un consorcio internacional de científicos ha elaborado el atlas más completo hasta la fecha de las regiones reguladoras del ADN humano, un avance que podría mejorar la comprensión de numerosas enfermedades y facilitar la identificación de los genes implicados en distintos trastornos.
El trabajo, publicado en la revista Nature, ha sido desarrollado por el consorcio internacional ENCODE con la participación del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
El nuevo mapa recoge más de 92 millones de posibles interacciones entre los llamados potenciadores —regiones del ADN que activan o desactivan genes— y los genes sobre los que actúan.
La clave está en cómo se regulan los genes
Aunque los genes representan solo una pequeña parte del ADN humano, la mayor parte del genoma funciona como un complejo sistema de regulación que controla cuándo y cómo se activan.
Entre los elementos más importantes de ese sistema se encuentran los potenciadores, pequeños fragmentos de ADN que actúan como interruptores capaces de aumentar o reducir la actividad de los genes.
Gracias a estos mecanismos, los mismos genes pueden comportarse de forma distinta según el tipo de célula, permitiendo, por ejemplo, que una célula de la piel sea diferente de una neurona o de una célula sanguínea. El nuevo atlas resulta especialmente relevante porque la mayoría de las variantes genéticas asociadas a enfermedades comunes no se encuentran dentro de los propios genes, sino precisamente en estas regiones reguladoras.
Combinado con otras herramientas, el modelo desarrollado por los investigadores logró predecir el gen afectado por una variante relacionada con una enfermedad con una precisión cercana al 79 %, lo que supone una mejora significativa respecto a los métodos utilizados hasta ahora. El equipo, liderado por Jesse Engreitz, de la Universidad de Stanford, desarrolló un modelo computacional denominado ENCODE-rE2G.
Para entrenarlo, los científicos realizaron numerosos experimentos en los que desactivaban potenciadores individuales para observar qué genes dejaban de funcionar correctamente.
El resultado fue un enorme atlas que reúne 92 millones de posibles conexiones entre potenciadores y genes, obtenido a partir del análisis de 1.458 muestras pertenecientes a 369 tipos distintos de células y tejidos.
Los investigadores españoles también participaron
El estudio contó con una importante participación del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona. Los investigadores Roderic Guigó y Ramil Nurtdinov desarrollaron el método EPIraction, una herramienta que permite comparar múltiples tipos celulares para identificar las conexiones específicas entre potenciadores y genes en cada tejido.
Según explica Guigó, cuando se logró secuenciar por primera vez el genoma humano, "una de las mayores sorpresas fue lo pocos genes que contenía, demasiado pocos para explicar la complejidad de un ser humano".
Con el tiempo, los científicos comprendieron que la respuesta no estaba en el número de genes, sino en la forma en la que se regulan: "Este atlas es precisamente un mapa de eso, del sistema de control del genoma humano", destaca el investigador.
El proyecto forma parte de la Enciclopedia de Elementos del ADN (ENCODE), una iniciativa impulsada en 2003 por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de Estados Unidos, poco después de completarse el Proyecto Genoma Humano, que consiguió secuenciar los 3.000 millones de letras del ADN humano.
Los investigadores confían en que este nuevo atlas permita comprender mejor cómo se desarrollan muchas enfermedades y abra la puerta a diagnósticos más precisos y futuras terapias personalizadas.