Científicos finalmente han secuenciado por completo el cromosoma masculino

(CNN) – Los científicos han secuenciado completamente el cromosoma Y por primera vez, descubriendo información que podría tener implicaciones para el estudio de la infertilidad masculina y otros problemas de salud.

El primer intento de determinar los componentes básicos de nuestro código genético tuvo lugar hace 20 años, pero aún quedaban lagunas importantes en las secuencias de los 23 pares de cromosomas humanos. Esos espacios en blanco fueron llenados en gran medida el año pasado por un grupo internacional de 100 científicos llamado Consorcio Telomere-to-Telomere (T2T).

Sin embargo, más de la mitad de las secuencias del cromosoma Y, el más pequeño y complicado de los 46 cromosomas humanos, seguían siendo desconocidas. Ahora, el mismo grupo de investigadores ha completado la información que falta, publicando una secuencia completa del cromosoma Y el miércoles en la revista Nature .

“Hace apenas unos años, faltaba la mitad del cromosoma Y humano (en la referencia)”, dijo Monika Cechova, coautora principal del artículo y becaria postdoctoral en ingeniería biomolecular en la Universidad de California, Santa Cruz, en un declaración.

“En aquel entonces ni siquiera sabíamos si se podía secuenciar, era muy desconcertante”, añadió Cechova. “Este es realmente un gran cambio en lo que es posible”.

Lo que Y podría revelar

Los humanos suelen tener un par de cromosomas sexuales en cada célula. Las personas a las que se les asigna sexo masculino al nacer tienen un cromosoma X y un cromosoma Y, mientras que las que se les asigna sexo femenino al nacer tienen dos cromosomas X.

La información más detallada proporcionada por la nueva secuencia de referencia Y facilitará el estudio de condiciones y trastornos relacionados con el cromosoma, como la falta de producción de esperma que conduce a la infertilidad.

Investigaciones recientes sugieren que el cromosoma Y también es importante para la salud y la longevidad, afirmó Kenneth Walsh, profesor de bioquímica y genética molecular de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, que no participó en la nueva investigación.

“Se han identificado genes en el cromosoma Y que se ha demostrado que son necesarios para la prevención del cáncer y las enfermedades cardiovasculares“, dijo Walsh por correo electrónico.

“El cromosoma Y ha representado la ‘materia oscura’ del genoma”, añadió. “Este nuevo análisis nos permitirá comprender mejor las regiones del cromosoma Y que tienen funciones reguladoras y pueden codificar ARNm y proteínas”.

Muchas personas comienzan a perder su cromosoma Y en algunas de sus células a medida que envejecen, particularmente aquellas células que experimentan una rápida renovación, como las células sanguíneas.

Los científicos nunca han entendido completamente por qué sucede esto y el efecto que puede tener en la salud de una persona, aunque en dos artículos científicos recientes se ha relacionado el fenómeno con una mayor gravedad del cáncer de vejiga y un mayor riesgo de enfermedad cardíaca. Tener una referencia genética completa del cromosoma Y puede ayudar a los científicos y médicos a explorar más a fondo este vínculo potencial.

“Estos artículos probablemente representen la punta del iceberg en términos de comprensión del papel del cromosoma Y en las enfermedades asociadas a la edad”, dijo Walsh, añadiendo que la pérdida del cromosoma Y podría explicar en parte la esperanza de vida más corta de los hombres. (Los hombres viven unos seis años menos que las mujeres en las naciones occidentales industrializadas, dijo Walsh).

“Sin embargo, se ha cuestionado si la pérdida del cromosoma Y es un biomarcador del envejecimiento biológico o si la pérdida del cromosoma Y tiene un efecto directo sobre la salud de los hombres”, afirmó. “Investigaciones recientes proporcionan pruebas sólidas que demuestran que el efecto es directo“.

El cromosoma Y es inusualmente repetitivo

El cromosoma Y fue un hueso particularmente difícil de resolver porque es inusualmente repetitivo.

Las cuatro letras o componentes básicos del ADN (adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T) forman pares específicos que se unen en forma de doble hélice. Los cromosomas son estructuras filiformes formadas por ADN.

Si bien todos los cromosomas humanos contienen repeticiones, más de 30 millones de letras del cromosoma Y (de 62,5 millones) son secuencias repetitivas, a veces llamadas ADN satélite o ADN basura. El cromosoma Y también contiene palíndromos: secuencias de letras iguales hacia adelante y hacia atrás, como un radar.

“No sólo es (el cromosoma Y) el más pequeño, sino que también es el más complejo, por lo que tiene la mayor cantidad de ADN repetitivo, que son como tramos de ADN que se repiten múltiples, muchas, muchas veces, a veces en conjunto y otras veces. se pueden intercalar con secuencias únicas”, dijo Cechova.

El ADN repetitivo complica las cosas porque reunir datos de secuenciación genética es un poco como intentar leer un libro largo cortado en tiras, según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

“Si todas las líneas del libro son únicas, es más fácil determinar el orden en que van. Sin embargo, si la misma frase se repite miles o millones de veces, el orden original de las tiras es mucho menos claro”, afirma el instituto. , que financia el Consorcio T2T, señaló en un comunicado de prensa.

En el caso del cromosoma Y, es como si las mismas frases se repitieran a lo largo de la mitad del libro.

Los investigadores pudieron lograr una lectura completa del cromosoma Y, gracias a una nueva tecnología de secuenciación de “lectura larga” y métodos computacionales que podrían manejar secuencias repetitivas y transformar datos sin procesar en un recurso utilizable.

El cromosoma Y completo añade más de 30 millones de pares de bases (las secuencias repetitivas) al genoma humano de referencia.

A principios de este año, los investigadores compilaron un “pangenoma” que incorpora el ADN de docenas de personas de casi todos los continentes, esencialmente actualizando el genoma humano para hacerlo más equitativo e inclusivo .

En una investigación complementaria publicada en la misma revista el miércoles, un equipo colaborador de científicos ensambló cromosomas Y de 43 individuos masculinos de 21 poblaciones mundiales para capturar la variación genética en el cromosoma Y.

“Están surgiendo investigaciones que muestran que la función adecuada del gen del cromosoma Y es increíblemente importante para la salud general de los hombres”, dijo en un comunicado Charles Lee, autor principal del artículo de investigación adjunto y profesor y director de investigación del Laboratorio Jackson de Medicina Genómica. .

“Nuestro estudio permite la inclusión del cromosoma Y completo en todos los estudios futuros al secuenciar genomas masculinos para comprender la salud y la enfermedad”.