Los 545 genes identificados incluyen los relacionados con la esquizofrenia y otras enfermedades

RACHEL SMYLY, Londres
El Proyecto Genoma Humano -el intento internacional de descifrar la información genética completa que se encuentra en todas las células humanas- ha alcanzado su primer gran hito: la descripción completa del cromosoma 22, uno de los 24 que caracterizan a la especie humana (23 en cada individuo, con una diferenciación en el último, según el sexo). Más de 200 investigadores de centros de Estados Unidos, el Reino Unido, Japón, Canadá y Suecia han participado en el trabajo. Una primera conclusión es que los cromosomas son más complejos de lo que se pensaba.

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Los cromosomas son largas hileras de ADN organizadas en genes. El número 22 es el segundo cromosoma humano más pequeño (después del 21), y los 545 genes identificados (aunque no se descarta que pueda haber más) significarían menos del 2% del genoma humano, cuyo número exacto de genes no se conoce. Aunque la secuencia, como hoy publica la revista Nature, presenta algunas pequeñas lagunas, por razones técnicas, representa un gran logro. La financiación del proyecto, que tiene carácter público, ha corrido a cargo de dos organismos públicos estadounidenses y de la Fundación Wellcome, de carácter privado, con sede en el Reino Unido.

La secuencia del genoma humano completa, que se terminará, al menos en su versión preliminar, el próximo año, contendrá información sobre todos los genes del cuerpo humano y, por lo tanto, sobre todas las proteínas humanas, cuya producción controlan esos genes. Permitirá avances en biología y medicina que ahora sólo se pueden imaginar y permitirá a los científicos profundizar en lo que nos hace humanos.

El cromosoma 22 es una serie de letras muy larga. Cada A, G, C o T representa uno de los cuatro compuestos químicos que codifican la información del ADN. La doble hélice de ADN está formada por dos hebras de estas llamadas bases que se unen para formar una escalera de pares de bases. Hay unos 33,4 millones de pares de bases en el cromosoma 22 y alrededor de 3.000 millones en todo el genoma humano.

Ian Dunham, del Centro Sanger en Cambridge, coordinador del proyecto, afirma que el hecho de observar por primera vez la secuencia de un cromosoma completo ha ofrecido una nueva perspectiva sobre el engranaje del genoma: "La estructura del cromosoma parece mucho más compleja de lo que creíamos".

Según el genetista Terry Gaasterland, la descripción de la secuencia del genoma es sólo la punta del iceberg. Los investigadores tienen que utilizar una serie de trucos para intentar descubrir qué fragmentos de ADN son genes, por no hablar de qué hacen esos genes. "Cuanto mejor vamos, más nos damos cuenta de lo que no sabemos", dice Gaasterland.

Transformación

El experto británico Peter Little afirma que la secuencia de todo el genoma permitirá elaborar por primera vez una lista completa de los genes -y, por consiguiente, de las proteínas- del organismo humano. Según él, entonces empezará el verdadero trabajo. Con el tiempo, este conocimiento transformará la biología. Los investigadores podrán investigar cómo interactúan las proteínas con todas las demás partes de la intrincada maquinaria de la célula. Little comenta: "No sabemos cómo se utilizará esta información. Los biólogos tienen que trabajar con los físicos, los matemáticos y los expertos en estadística para descubrir nuevas formas de resolver problemas complejos".

Hay varios genes del cromosoma 22 que serán de interés para médicos e investigadores del campo de la medicina. Entre ellos se encuentra una secuencia que supuestamente interviene en la esquizofrenia y también están los genes de desórdenes poco comunes como el síndrome de DiGeorge, que provoca anormalidades faciales y problemas cardiacos, y un desorden del movimiento llamado ataxia espinocerebral. Una docena de desórdenes de origen genético están ligados a este cromosoma. Las secuencias de genomas también tienen otros posibles usos.

Los investigadores que intentan construir árboles genealógicos evolutivos de especies ya utilizan datos genéticos para determinar hasta qué punto están relacionados diferentes organismos. Ahora, dispondrán de instrumentos mucho más eficaces. Y la estructura de los cromosomas ofrecerá pistas sobre el desarrollo del ADN humano. Por ejemplo, el cromosoma 22 contiene muchas secciones repetidas de ADN. Detalles como estos podrían revelar los misterios de la evolución humana.

La secuencia del cromosoma 22 ya ha dado un par de sorpresas. Por ejemplo, un gen que, según el equipo de Dunham, es casi exactamente igual en los humanos y en la levadura, pese a las enormes diferencias entre las dos especies. Dunham explica que el hecho de que este gen no haya evolucionado con el tiempo, como la mayoría, indica que debe de ser vital para todas las células y que el más mínimo cambio en su secuencia debe de tener consecuencias catastróficas.

La secuencia del cromosoma 22 es sólo el principio, el primer capítulo del libro. Habrá que esperar a los otros capítulos para conocer toda la historia. Pero ya es evidente que, como dice Little, el Proyecto Genoma Humano será el preludio de "una nueva y asombrosa forma de practicar la biología", con consecuencias de gran alcance.

Está claro que, en un futuro no muy lejano, tendremos en nuestros ordenadores una enorme información que permitirá a la biología plantearse nuevas cuestiones con una visión global hasta ahora insospechada. A ello se unen nuevas herramientas moleculares, informáticas e incluso electrónicas, gracias a las que nuestra visión de los organismos y de las patologías que sufren alcanzará una nueva dimensión.

Quien quiera contar en la biología en los tiempos que se avecinan deberá tener acceso a esta información y a estas herramientas. Quizá por ello el nuevo Plan Nacional de Investigación identifica la Genómica como una de sus prioridades. Sin duda hay que felicitarse por ello. La preocupación viene cuando se considera la dimensión de la operación. Nuestros vecinos del Norte han creado un centro, el Genoscope, con unos satélites distribuidos por toda Francia para extender la nueva tecnología y han producido una iniciativa, National Science Foundation, sólo el año pasado gastó 50 millones de dólares (8.250 millones de pesetas) en plantas. Las inversiones públicas y privadas en humanos son de un orden superior.

La presencia española en este campo ha sido hasta ahora simbólica y esencialmente financiada con fondos europeos, que últimamente escasean, ya que cada país va a la suya. Se habla de 1.000 millones al año en España, que son, sin duda, bienvenidos, pero que difícilmente permitirán competir con otros países. Y se trata de un nuevo tipo de iniciativa para la que habrá que buscar un nuevo tipo de gestión. De que ello se haga correctamente y con decisión depende que al menos podamos seguir el tren de una nueva tecnología aunque sea a distancia.

Una carrera feroz entre el sector público y el privado

S. A, Londres
Dos grupos de investigación compiten para completar un proyecto de los que se dan una vez en un milenio: el primer borrador de la secuencia completa del genoma humano. Uno de ellos, la firma privada estadounidense Celera Genomics Systems, empezó a secuenciar en septiembre de este año. El otro grupo, el Proyecto Genoma Humano (PGH), que ha acabado ahora el cromosoma 22, es una iniciativa pública que reúne equipos de todo el mundo.

El PGH, que hace públicos todos sus resultados en Internet (actualizados cada 24 horas), utiliza una estrategia de "clon a clon" para avanzar en la secuencia, a un ritmo de 500 bases cada vez.

Celera, filial del gigante de la biotecnología Perkin-Elmer -propietaria de la licencia sobre tecnología de secuenciación robótica-, utiliza un método diferente para producir información a toda velocidad y venderla después. El precursor del llamado método shotgun (escopeta) de Celera fue su director, el carismático científico convertido en empresario Craig Venter, que lo utilizó para describir la secuencia de, entre otras cosas, el virus de la gripe, la bacteria E. coli y, más recientemente, un genoma incompleto de la mosca de la fruta.

Un superordenador

El shotgun, que, según Venter, el supuesto niño terrible de la tecnología del genoma, cuesta un 90% menos que el modelo de clon a clon, es la opción más rápida. Divide todo el genoma en fragmentos y los lee simultáneamente introduciéndolos en uno de los superordenadores más grandes del mundo. Este método depende en gran medida de los datos procedentes del PGH para reunir los fragmentos de secuencia de manera que formen una estructura coherente.

El shotgun funciona mucho peor con ADN repetido, del que está repleto el genoma humano, a diferencia del de organismos más pequeños. Estas repeticiones pueden introducir ambigüedad en el proceso de ordenación de los fragmentos de secuencia. Por esta razón, la empresa de Venter coteja la información del PGH. En las últimas semanas, incluso, han empezado a correr rumores un tanto sorprendentes según los cuales se está forjando una colaboración más oficial entre las dos iniciativas.

En cambio, el más metódico PGH, que en realidad va más adelantado de lo previsto, ha recibido críticas por ir despacio. Pero, como señala Ian Dunham, del Centro Sanger, la secuencia del cromosoma 22, el mayor fragmento continuo de secuencia hasta la fecha, ha demostrado por primera vez "que la estrategia de clon a clon indudablemente funciona en distancias largas".

• Página web de centros de estudios de genomas