O lançamento de um "rascunho" do sequenciamento do genoma humano em 2001 foi um momento importante. Isso desencadeou uma mudança profunda em nossa compreensão de genética Humano. Ele abriu o caminho para avanços notáveis no estudo da biologia e no tratamento de doenças.
Algumas seções, entretanto, não obtiveram o sequenciamento e outras informações estavam incorretas. Exatamente duas décadas depois, recebemos uma nova versão. Foi publicado como uma pré-impressão por um consórcio internacional de pesquisadores. Ainda não foi revisado por pares, mas finalmente parece "completo".
Sequenciamento: por que demoramos tanto?
As limitações tecnológicas limitaram a sequenciação do genoma humano apenas à porção “eucromática” do genoma, os 92% do nosso genoma onde se encontra a maioria dos genes. Praticamente, o setor mais ativo na produção de produtos genéticos como RNA e proteínas.
Espera-se que a nova sequenciação preencha as lacunas restantes, fornecendo todos os 3.055 mil milhões de pares de bases (“letras”) do nosso código de ADN na sua totalidade. Dados disponibilizados publicamente, na esperança de que outros investigadores os utilizem para aprofundar as suas investigações.
A parte heterocromática
Grande parte do material recentemente sequenciado é a parte “heterocromática” do genoma, que é mais “apertada” do que o genoma eucromático e contém muitas sequências altamente repetitivas que são muito difíceis de ler com precisão.
Antigamente se pensava que essas regiões não continham nenhuma informação genética importante, mas agora se sabe que contêm genes envolvidos em processos fundamentais como a formação de órgãos durante o desenvolvimento embrionário. Entre os 200 milhões de pares de bases sequenciados, há cerca de 115 genes que devem estar envolvidos na produção de proteínas.
Dois fatores-chave tornaram possível essa grande conquista:
Uma célula muito especial
A sequência do genoma recém-publicada foi criada usando células humanas derivadas de um tipo muito raro de tecido chamado roda hidatiforme. Condição que ocorre quando um óvulo fertilizado perde todo o material genético fornecido por sua mãe. A maioria das células contém duas cópias de cada cromossomo, uma de cada pai e o cromossomo de cada um, contribuindo para uma sequência de DNA diferente. Uma célula de uma mola hidatiforme completa ele tem apenas duas cópias dos cromossomos de seu pai e a sequência genética de cada par de cromossomos é idêntica.
Isso tornou o sequenciamento completo do genoma muito mais fácil de montar.
Muitos, muitos avanços na tecnologia de sequenciamento
Após décadas de progresso muito lento, o Projeto Genoma Humano atingiu o seu ponto de viragem em 2001, abrindo caminho para um método denominado “sequenciamento de espingarda“. Envolveu quebrar o genoma em fragmentos muito pequenos de cerca de 200 pares de bases, cloná-los dentro da bactéria para decifrar suas sequências e depois juntá-los novamente como um quebra-cabeça gigante.
Esta é a principal razão pela qual o sequenciamento do projeto original cobriu apenas as regiões eucromáticas do genoma: apenas essas regiões poderiam ser sequenciadas de forma confiável usando "a espingarda".
A sequência mais recente foi obtida usando duas novas tecnologias complementares de sequenciamento de DNA. Um deles foi desenvolvido por PacBioGenericName e permite sequenciar fragmentos de DNA mais longos com altíssima precisão.
O segundo, desenvolvido por Nanopore Oxford, produz trechos muito longos de sequência contínua de DNA. Essas novas tecnologias permitem que as peças do quebra-cabeça tenham milhares ou até milhões de pares de bases, tornando-as mais fáceis de montar.
A nova informação tem o potencial de avançar a nossa compreensão da biologia humana, incluindo como os cromossomas funcionam e mantêm a sua estrutura. Também melhorará a nossa compreensão de condições genéticas, como a síndrome de Down, que apresentam uma anomalia cromossômica subjacente.
Vamos lá, mas agora o genoma está completamente sequenciado!
Hum, não. Nem mesmo agora.
Uma omissão óbvia é o cromossomo Y, porque as células molares hidatiformes usadas para compilar o sequenciamento continham apenas duas cópias idênticas do cromossomo X. Mas este trabalho está em andamento, e os pesquisadores prevêem que seu método também pode sequenciar com precisão o cromossomo Y, apesar de tem sequências altamente repetitivas.
No entanto, ainda há um caminho a percorrer
Embora o sequenciamento do genoma (quase) completo de uma célula humana seja uma referência verdadeiramente impressionante, é apenas uma das várias etapas cruciais para a compreensão total da diversidade genética humana. O próximo trabalho será estudar os genomas de diferentes populações (as células molares hidatiformes completas eram europeias).
