Uma sequaªncia completa do genoma humano foi finalmente publicada por um consãorcio internacional de cientistas. O novo genoma de referaªncia preenche muitas lacunas que foram deixadas por rascunhos anteriores, especialmente nos centra´meros no meio dos cromossomos e duplicações em grande escala.

O trabalho édescrito em uma sanãrie de artigos publicados em 1º de abril na Science pelo Consãorcio Telomere-to-Telomere (T2T). Va¡rios pesquisadores da Universidade da Califórnia em Davis contribua­ram para os estudos, incluindo Megan Dennis, professora assistente de bioquímica e medicina molecular na Escola de Medicina da UC Davis e no Instituto MIND, com os alunos de pós-graduação em Genanãtica Integrativa e Gena´mica Daniela Soto e Colin Shew, como bem como Charles Langley, distinto professor de evolução e ecologia na UC Davis College of Biological Sciences, juntamente com sua filha Sasha Langley, cientista do projeto na UC Berkeley.

A sequaªncia original do genoma humano , publicada em 2001, deixou de fora cerca de 8% do DNA, disse Dennis. As áreas omitidas inclua­am duplicações quase idaªnticas contendo genes funcionais, bem como centra´meros e tela´meros no meio e na ponta dos cromossomos, respectivamente. Essas áreas contem longas sequaªncias repetidas.

"Estas são regiaµes importantes, mas difa­ceis de sequenciar", disse Dennis.

Sequenciar um genoma écomo cortar um livro em pedaço s de texto e tentar reconstruir o livro juntando-os novamente. Trechos de texto que contem muitas palavras e frases comuns ou repetidas seriam mais difa­ceis de colocar no lugar correto do que pedaço s de texto mais exclusivos.

A tecnologia anterior de sequenciamento de DNA são conseguia ler sequaªncias relativamente curtas.

"Um grande salto na tecnologia foi o sequenciamento de longa leitura", disse Dennis. Sequenciadores de nova geração podem decodificar pedaço s muito mais longos, atéum milha£o de pares de bases ou "letras" de DNA. Isso significa que os pedaço s são muito maiores e mais fa¡ceis de montar de volta na sequaªncia original.

"a‰ um divisor de a¡guas", disse Dennis.

Os pesquisadores da UC Davis contribua­ram para o projeto realizando alguns dos sequenciamentos de leitura longa com ma¡quinas no Centro de Genoma e analisando variantes e sequaªncias duplicadas.

O novo genoma de referaªncia vem de uma única amostra humana, embora não exatamente de uma pessoa. O DNA veio de uma linha celular derivada de um feixe de células chamado mola hidatiforme. Eles se formam quando um a³vulo no aºtero perde seu pra³prio genoma, mas éfertilizado por um espermatozoide. A canãlula resultante acaba com duas ca³pias idaªnticas de cada cromossomo, ao contra¡rio da maioria das células humanas, que carregam duas ca³pias ligeiramente diferentes. Apesar de sua origem estranha, não hánada que sugira algo fora do comum com o genoma da linhagem celular, disse Dennis.

O esperma veio de uma pessoa de ascendaªncia europeia. Em contraste, o genoma de referaªncia humano original foi costurado de várias pessoas, criando alguns erros e artefatos.

Cerca de 90 por cento da nova sequaªncia realmente vem dos centra´meros dos cromossomos, disse Langley. Estruturalmente distintas e contendo longos trechos de DNA repetitivo, essas regiaµes são notoriamente difa­ceis de estudar.

"Na³s costuma¡vamos dizer que vocêalertaria os jovens geneticistas para não se aventurarem no centra´mero porque vocênunca sairia", disse Langley.

Mas hoje em dia os centra´meros são um tema quente na biologia. a‰ aqui que a maquinaria que separa os cromossomos pareados durante a meiose osformação de espermatozoides e a³vulos osse liga, um passo fundamental na herana§a. Ele contanãm grandes quantidades de heterocromatina, ou áreas onde o DNA e as protea­nas parecem ser mais condensados ​​e compactos.

Os geneticistas conhecem a heterocromatina, vista como manchas escuras nos cromossomos, hádécadas. O pensamento recente sugere que a heterocromatina desempenha um papel importante na forma como os genes são ativados e desativados, deslocando partes do DNA para uma fase diferente do resto do cromossomo, como gotas de a³leo na a¡gua. Isso efetivamente criaria compartimentos no núcleo onde genes específicos poderiam ser ativados ou desativados.

Outro mistério dos centra´meros écomo e por que eles se formam consistentemente no mesmo lugar, porque não háum ca³digo genanãtico especa­fico para eles. Eles são determinados "epigeneticamente", ou fora do genoma. Basicamente, seus centra´meros estãoonde estãoporque éonde eles estavam no esperma e no a³vulo do qual vocêfoi concebido.

Os Langleys e seus coautores foram capazes de comparar as sequaªncias de centra´meros do novo genoma de referaªncia com outras sequaªncias publicadas, fornecendo evidaªncias de que os centra´meros humanos podem de fato se mover um pouco. Isso foi encontrado em outras espanãcies animais.

"Agora poderemos entender melhor como essas coisas acontecem", disse Langley.

Ter a sequaªncia original do genoma humano tem sido uma ferramenta poderosa para descoberta em ciências biomédicas nos últimos 20 anos. A nova referaªncia ajudara¡ os pesquisadores a entender melhor a variação, especialmente nas áreas que não foram bem cobertas antes ou com erros e artefatos, disse Dennis.

"Ele já estãosendo usado para reanalisar genomas coletados pelo Projeto 1000 Genomas, descobrindo e verificando milhares de novas variantes", disse ela. O Projeto 1000 Genomas éuma colaboração internacional para criar um cata¡logo de variação genanãtica humana.

Essas novas variantes genanãticas confirmadas podem, por exemplo, ser associadas a estados de doença e resultados clínicos usando dados de sequenciamento de pacientes, como indivíduos autistas, disse Dennis.

O T2T Consortium inclui 114 cientistas em 33 instituições e écopresidido por Adam Phillippy, NHGRI e Karen Miga, UC Santa Cruz.