Secuencian el cromosoma sexual masculino, la última pieza del genoma humano

Con la secuenciación del cromosoma Y, asociado al desarrollo masculino, los científicos han terminado de armar el rompecabezas del genoma humano, tras 30 años de trabajo. En 2022 se dio a conocer la secuencia sin espacios más completa del genoma humano, pero faltaba precisamente el cromosoma Y: ahora, con esta secuencia 100% completa del cromosoma sexual masculino, los investigadores podrán identificar y explorar numerosas variaciones genéticas, que podrían estar impactando sobre los rasgos y enfermedades humanas.

El cromosoma Y, relacionado con el desarrollo sexual masculino, era la última pieza “misteriosa” del genoma humano que quedaba por descifrar. Dos nuevos estudios, publicados recientemente en la revista Nature, explican cómo un equipo de más de 100 investigadores de todo el mundo ha logrado secuenciar íntegramente este cromosoma, logrando así completar finalmente la descripción total del genoma humano.

La pieza que faltaba

El genoma humano es la secuencia de ADN o ácido desoxirribonucleico, el “código” genético que integra las instrucciones para el desarrollo y funcionamiento de los organismos vivos, contenida en 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula humana: solo un par de esos 23 es determinante del sexo. 

Precisamente, el cromosoma Y humano es responsable de determinar el sexo masculino, aunque los especialistas creen que tiene mucha más información para aportar. Finalmente ha sido examinado de principio a fin: posee una gran variedad de genes implicados en la producción de esperma y la fertilidad, según un artículo publicado en Science News.

Los científicos explicaron que la secuenciación completa agrega más de 30 millones de bases de ADN a un cromosoma Y de referencia previamente ensamblado, de un hombre de ascendencia europea. Era la pieza final no solo del genoma sino del pangenoma humano, un esfuerzo por catalogar todo el ADN humano y obtener además una colección más completa y sofisticada de secuencias genómicas, capaz de captar mejor la diversidad humana. El genoma, en cambio, engloba únicamente el conjunto de los genes esenciales de una especie, en este caso los seres humanos.

"Ahora que tenemos esta secuencia 100% completa del cromosoma Y, podemos identificar y explorar numerosas variaciones genéticas que podrían estar impactando en los rasgos y enfermedades humanas de una manera que no podíamos hacer antes", indicó en una nota de prensa el genetista Dylan Taylor, de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos. Taylor formó parte del equipo liderado por Arang Rhie, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, también en Estados Unidos, responsable de uno de los estudios. 

El equipo completó más de 30 millones de "letras" en la secuencia de ADN para ensamblar el cromosoma Y en su totalidad, integrando los 62.460.029 pares de bases. También corrigieron múltiples errores en secciones previamente secuenciadas y descubrieron 41 nuevos genes que codifican proteínas. 

Mucho más que la identificación sexual

Como el cromosoma Y es el más pequeño de los cromosomas humanos, anteriormente se llegó a pensar que era sólo un depósito de chatarra de material genómico y que únicamente marcaba el sexo masculino. Sin embargo, está claro que puede influir en muchas otras cosas: por ejemplo, al perder el cromosoma Y en algunas de sus células, una persona de sexo masculino incrementa el riesgo de sufrir cáncer, enfermedad de Alzheimer y otras patologías. Ahora, al contar con un cromosoma Y de referencia verdaderamente completo, los investigadores lograrán comprender mejor el papel que desempeña en nuestro organismo.

En tanto, en el segundo estudio dirigido por el genetista Pille Hallast, del Laboratorio Jackson de Estados Unidos, los investigadores fueron un paso más allá y emplearon la secuencia de referencia para ensamblar cromosomas Y humanos de 43 individuos masculinos, de los cuales el 50% representaba a linajes africanos.

Abarcaron de esta forma 183.000 años de evolución humana, revelando algunas variaciones sorprendentes y diferencias estructurales en el cromosoma Y, según un artículo publicado en Science Alert. Por ejemplo, los científicos determinaron que los cromosomas Y tenían tamaños muy diferentes según cada persona, con una longitud que oscilaba entre 45,2 millones a 84,9 millones de pares de bases.

Los descubrimientos ayudarán a los científicos a comprender en profundidad la evolución del cromosoma Y: al estudiar sus genes y sus variantes obtendrán nuevos conocimientos sobre la fertilidad masculina que, eventualmente, podrán conducir a tratamientos médicos para los problemas de infertilidad en el futuro.

Referencias

The complete sequence of a human Y chromosome. Arang Rhie et al. Nature (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06457-y

Assembly of 43 human Y chromosomes reveals extensive complexity and variation. Pille Hallast et al. Nature (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06425-6