Unos científicos decodifican el cromosoma Y, clave del desarrollo masculino

MIÉRCOLES, 23 de agosto de 2023 (HealthDay News) -- Un equipo internacional de investigación logró la primera secuenciación completa del cromosoma Y humano, que se vincula de cerca con el desarrollo masculino.

Este es el último cromosoma humano que se secuencia del todo, un esfuerzo que podría iluminar una variedad de temas, desde la fertilidad hasta la enfermedad.

El trabajo fue dirigido por el Consorcio Telómero a Telómero (Telomere-to-Telomere [T2T] Consortium), que es un equipo de investigadores financiado por el Instituto Nacional de Investigación en el Genoma Humano (NHGRI), en Bethesta, Maryland, que forma parte de los Institutos Nacionales de la Salud de EE. UU.

La nueva secuencia rellena lagunas en más de un 50 por ciento de la longitud del cromosoma Y.

La investigación, que se publicó en la edición del 23 de agosto de la revista Nature, descubrió importantes características genómicas, lo que incluye factores en la producción de los espermatozoides.

Aunque los cromosomas tanto X como Y tienen un rol central en el desarrollo sexual, los factores implicados están distribuidos a lo largo del genoma y son muy complejos, según el estudio.

Otros trabajos recientes han mostrado que los genes del cromosoma Y contribuyen a otros aspectos de la biología humana, incluso al riesgo de cáncer.

Los investigadores completaron la primera secuencia del genoma humano hace 20 años, pero había lagunas en las secuencias de todos los 24 cromosomas. Aunque algunos tenían solo lagunas pequeñas, más de la mitad de la secuencia del cromosoma Y se desconocía.

El cromosoma Y es inusualmente repetitivo, lo que hizo que su secuencia fuera particularmente difícil de completar.

Los autores del estudio explicaron la dificultad con el ejemplo de leer un libro. Si todas las líneas de un libro son únicas, entonces juntar las líneas de texto largas para crear un libro es más fácil. Si las líneas se repiten entre miles y millones de veces, determinar cuál debería ser el orden es difícil.

Alrededor de 30 millones de letras del cromosoma Y son secuencias repetitivas.

El Consorcio T2T aplicó unas nuevas tecnologías de secuenciación del ADN y métodos de montaje de secuencias, junto con el conocimiento obtenido al generar las primeras secuencias sin lagunas de los otros 23 cromosomas humanos, para resolver este misterio.

"La mayor sorpresa fue lo organizadas que están las repeticiones", comentó Adam Phillippy, investigador sénior del NHGRI y líder del consorcio.

"No sabíamos exactamente qué conformaba la secuencia faltante. Podría haber sido muy caótico, pero en su lugar, casi la mitad del cromosoma está conformado por bloques alternantes de dos secuencias repetidas específicas, conocidas como ADN satélite. Forma un hermoso patrón parecido a un edredón", afirmó en un comunicado de prensa de los NIH.

La investigación reveló información sobre la región del factor de azoospermia, que es una extensión de ADN que contiene varios genes que se sabe que están implicados en la producción de los espermatozoides.

Los investigadores pudieron estudiar la estructura de un grupo de repeticiones repetidas, o "palíndromos", en esta región.

"Esta estructura es muy importante, porque ocasionalmente estos palíndromos pueden crear bucles de ADN", apuntó el primer autor, Arang Rhie, científico de planta del NHGRI. "A veces, estos bucles se amputan por accidente y crean omisiones en el genoma".

Se sabe que las omisiones en esta región alteran la producción de los espermatozoides, y esto podría influir en la fertilidad. Con una secuencia completa del cromosoma Y, ahora los investigadores pueden analizar con una mayor precisión estas omisiones, y sus efectos en la producción de los espermatozoides.

Otras regiones con una relevancia médica potencial contienen genes que se repiten, según el estudio. Aunque la mayoría de los genes del genoma humano tienen dos copias, una heredada de cada progenitor, algunos genes tienen muchas copias que se repiten a lo largo de una extensión del ADN, algo llamado una "matriz de genes".

Los investigadores se enfocaron en el gen TSPY, que se piensa que está implicado en la producción de los espermatozoides. Las copias del TSPY están organizadas en la segunda matriz de genes más grande del genoma humano, según el estudio. Los investigadores encontraron que distintos individuos contenían de 10 a 40 copias del TSPY.

"Cuando se encuentra una variación que no se ha observado antes, la esperanza siempre es que estas variantes genómicas serán importantes para comprender la salud humana", comentó Phillippy. "Las variantes genómicas médicamente relevantes pueden ayudarnos a diseñar mejores herramientas diagnósticas en el futuro".

Más información

La Urology Care Foundation ofrece más información sobre la infertilidad masculina.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTE: NIH/National Human Genome Research Institute, news release, Aug. 23, 2023