El proyecto 1000 Genomas secuencia el genoma de 2.504 personas de todo el mundo

El proyecto 1000 Genomas (1000GP), que ha secuenciado el genoma de 2.504 individuos de veintiséis poblaciones humanas diferentes de todo el mundo, describe un catálogo de 84,7 millones de variantes que amplía en un 40 % el número de variantes conocidas del genoma humano, según un nuevo artículo publicado en la revista Nature. Pese a esta gran diversidad genética, la mayoría de variantes (el 86 % de estos 84,7 millones) se encuentra restringida a los individuos de un solo continente, especialmente entre las poblaciones subsaharianas del continente africano.

En este proyecto internacional, que tiene como objetivo principal catalogar la variación genética en la especie humana, también participa el Dr. Marc Via, del Departamento de Psiquiatría y Psicobiología Clínica y del Instituto de Investigación en Cerebro, Cognición y Conducta (IR3C) de la Universidad de Barcelona, que ha colaborado en el diseño muestral de esta investigación dentro del grupo Samples / ELSI (Ethical, Legal, and Social Implications). También son coautores del estudio los expertos Andrés García-Montero y Alberto Orfao, de la Universidad de Salamanca.

Según los nuevos resultados de 1000 Genomas, cada persona participante en el estudio (sanas y mayores de edad) es portadora de 150 a 180 variantes que provocan la finalización prematura de proteínas y de 24 a 30 variantes implicadas en enfermedades raras. El proyecto también ha contribuido a caracterizar la historia y la demografía de las poblaciones humanas ancestrales. Así, por ejemplo, se ha confirmado el origen demográfico común de todos los humanos hace entre 150.000 y 200.000 años, así como el posterior cuello de botella que sufrieron las poblaciones europeas, asiáticas y americanas, que se estima que las condujo a tener tamaños efectivos inferiores a los 1.500 individuos hace entre unos 15.000 y 20.000 años.

Un mapa de la variación genética en humanos a gran escala

El proyecto 1000 Genomas está impulsado por un consorcio internacional en el que participan instituciones de gran prestigio a nivel mundial, como el Centro de Genética Humana Wellcome Trust (Reino Unido), la Universidad de Oxford (Reino Unido), la Universidad de Harvard (Estados Unidos), el Instituto Broad de MIT y Harvard (Estados Unidos), la Universidad de Washington (Estados Unidos) o el Instituto Max Planck de Genética Molecular (Alemania).

Tal como explica Marc Via, «el proyecto 1000 Genomas ha sido el primero que ha abordado la caracterización de la variabilidad en el genoma de poblaciones de todo el mundo a gran escala». Hasta el momento, los estudios se habían centrado en la secuenciación de genomas de individuos puntuales; pero no se tenía conocimiento sobre cómo es la variabilidad normal a nivel poblacional. «Esta visión a escala mundial que tiene el proyecto lo hace único incluso en comparación con otros muy ambiciosos más recientes», puntualiza Via.

A partir de los resultados, los expertos del proyecto también han podido estimar en 4 o 5 millones el número de variantes en las que cada genoma individual difiere de la secuencia de referencia del genoma humano. Aunque la mayoría de variantes identificadas son raras (con frecuencias inferiores al 0,5 %), la mayoría de variantes identificadas en el genoma de cada individuo son comunes (frecuencia superior al 5 %).

Aplicando las tecnologías de secuenciación de nueva generación

El desarrollo y accesibilidad de las tecnologías de secuenciación de nueva generación (NGS), que permiten estudiar todas las posiciones del genoma e identificar todas las variantes genéticas —desde polimorfismos de nucleótido simple (SNPs) hasta grandes duplicaciones de regiones cromosómicas—, ha sido un factor clave en el proyecto 1000 Genomas. «Incluso, han permitido ampliar el número de genomas analizados más allá de 1000 (el número inicial previsto y que da nombre al proyecto)», explica Marc Via. «Así pues, el proyecto ha secuenciado cada base de los genomas completos de los 2.504 participantes una media de entre 7 y 8 veces, y su exoma (las regiones codificantes para proteínas y de otras moléculas), una media de 75 veces. Esta resolución permite estimar que más del 99 % de los SNPs que se presentan con una frecuencia del 1 % o superior han sido identificados».

Además, el proyecto ha incluido una parte importante de diseño de nuevos métodos estadísticos y algoritmos informáticos para gestionar la gran cantidad de información que se genera en este tipo de estudios, estableciendo nuevos estándares para la comunidad científica. «Por ejemplo, se ha podido analizar el papel que ha tenido la selección natural en procesos recientes de adaptación a ambientes locales y se han detectado nuevos genes potencialmente bajo selección natural, aunque también se ha observado que no son muy habituales los fenómenos de selección natural fuerte en la evolución reciente de las poblaciones humanas», detalla Marc Via.

Conocimiento al alcance de la comunidad científica internacional

El proyecto, que ha establecido un marco de referencia general —inexistente hasta ahora— de cómo es la variación en nuestro genoma en poblaciones de diferentes continentes, pone al alcance de los investigadores de todo el mundo un panel de referencia de la variación genética humana, especialmente de la común y de la poco frecuente, que permite aumentar la resolución de los estudios que analizan la asociación entre variantes genéticas y enfermedades complejas. «El proyecto como tal se da por finalizado con esta fase. La información genómica, así como la disponibilidad de material biológico (células o ADN) de todos los individuos participantes en el proyecto seguirá al alcance de la comunidad científica de forma indefinida», concluye el profesor Via.

Foto: El Dr. Marc Via, del Departamento de Psiquiatría y Psicobiología Clínica y del Instituto de Investigación en Cerebro, Cognición y Conducta (IR3C) de la Universidad de Barcelona