Tots els humans compartim prop del 99 % del material genètic i les diferències individuals sʼexplicarien per lʼ1 % restant del DNA. El projecte 1000 Genomes té com a objectiu principal catalogar la variació genètica en lʼespècie humana, i en aquest repte científic participen institucions de gran prestigi internacional, com ara el Centre de Genètica Humana Wellcome Trust (Regne Unit), la Universitat dʼOxford (Regne Unit), la Universitat de Harvard (Estats Units), lʼInstitut Broad de MIT i Harvard (Estats Units), la Universitat de Washington (Estats Units) o lʼInstitut Max Planck de Genètica Molecular (Alemanya).
Estudiar la variabilitat del genoma humà
Els resultats de la fase pilot del projecte 1000 Genomes (Nature, 2010) perfilaven una nova frontera en lʼestudi de la variació genètica de les poblacions humanes i els marcadors genètics de malalties. Els resultats que ara presenta Nature es basen en la seqüenciació i comparació dels genomes de 1.092 persones sanes dʼuna àmplia gamma de grups ètnics procedents de catorze països dʼEuropa, lʼÀfrica, lʼÀsia i Amèrica, i són un avenç sense precedents en la capacitat de relacionar la informació seqüencial del DNA amb el risc dʼincidència de malalties. El treball, que integra dades de múltiples tecnologies generades per centres de recerca entre el 2008 i el 2011, també serà un referent en lʼoptimització de plataformes de seqüenciació de nova generació i en lʼestudi de la variabilitat dels polimorfismes del DNA en el genoma humà.
Tal com destaca un dels principals autors, el professor Gil McVean, de la Universitat dʼOxford, «el nostre treball ha revelat que individus aparentment sans són portadors de centenars de variants rares de gens que poden tenir un efecte subtil sobre el funcionament dels gens, i de dues a cinc variants rares que han estat identificades com a causants de patologies en altres persones».
En opinió de Marc Via, expert en estudis dʼepidemiologia genètica i genètica de poblacions humanes i un dels coautors de lʼarticle, «el projecte 1000 Genomes ens ha permès identificar diverses formes de variabilitat del genoma humà amb un nivell de resolució superior al dʼestudis anteriors, amb un focus especial en el vessant de lʼaplicabilitat en estudis de genètica biomèdica».
«Un dels punts que diferencien aquest projecte és lʼàmplia gamma de poblacions representades», detalla Marc Via, que ha col•laborat en el disseny mostral dʼaquesta recerca dins del grup Samples/ELSI (Ethical, Legal, and Social Implications). «Sʼha fet un esforç destacat —continua— perquè la mostra poblacional sigui representativa de tots els continents, i a més, perquè sigui útil en el marc dels estudis actuals de recerca biomèdica en poblacions humanes. A Europa, per exemple, sʼhan cobert cinc poblacions que representen els extrems de variació dins el continent, igual que sʼha fet a Amèrica, Àsia, etc. Això ens ha ajudat a capturar un percentatge més alt de la variabilitat genètica (dins i fora dels continents) que representa patrons de variabilitat ocorreguts a diferents escales temporals a tot el planeta».
Milers de mutacions deletèries en el genoma humà
Aquest estudi internacional descriu un catàleg de 38 milions de mutacions en un únic nucleòtid del DNA, lʼanomenat polimorfisme de nucleòtids simples (SNP), presents en la població humana. També sʼhan identificat 1,4 milions de petites insercions i deleccions i altres fonts de variabilitat del genoma humà. «Més de la meitat dels 38 milions dʼSNP identificats són nous polimorfismes desconeguts fins ara i en molts casos són mutacions, de molt baixa freqüència, que anul•len la funció biològica dʼalguna proteïna o gen. En el fons, tots som portadors de mutacions potencialment deletèries en el nostre genoma», explica Marc Via, que va fer estudis postdoctorals a lʼInstitut de Genètica Humana (Universitat de Califòrnia, San Francisco) sota la direcció de lʼexpert Esteban G. Burchard, també coautor de lʼestudi.
El projecte 1000 Genomes, que inclou grups familiars (mare, pare i fill) en la mostra poblacional, també ha estat clau per fer estudis comparatius dels genomes de pares i de fills. Amb aquest protocol, és possible identificar el nombre de mutacions que sorgeixen a cada nova generació i conèixer la taxa de recombinació amb un grau de resolució abans desconegut. Però els avenços no acaben aquí: els científics també han pogut assolir un altre repte: reconstruir la fase cromosòmica dels pares de manera òptima a partir de la caracterització de lʼhaplotip del fill.
Objectiu futur: seqüenciar el DNA de 2.500 persones
Més enllà de ser una recopilació de referència de la variabilitat genètica humana, el projecte 1000 Genomes multiplica la capacitat de detectar variacions en gens que puguin relacionar-se amb malalties i ajuda a establir nous ponts entre el món de la genètica molecular i la biomedicina. En futures fases, el projecte crearà un mapa exhaustiu de les variacions genètiques de les seqüències del DNA de prop de 2.500 persones de diverses poblacions de tot el món.
Tot aquest esforç investigador a escala internacional es vol traduir en un corpus dʼinformació sobre el genoma humà que potenciï la recerca sobre les bases genètiques de malalties (esclerosi múltiple, malalties cardíaques, càncer, etc.) i que ajudi a definir amb més precisió els factors de risc genètic coneguts i desconeguts mitjançant els estudis dʼassociació al llarg del genoma (genome-wide association studies, GWAS) que ja estan donant resultats en la recerca. Tal com conclou Marc Via, «el projecte 1000 Genomes no és simplement un projecte científic que dóna resposta a preguntes que ens plantegem. A més, és una eina molt potent a disposició de qualsevol investigador dʼarreu del món. I un dels grans reptes que tenim al davant és extreure aquest volum immens dʼinformació i traduir-la al vessant clínic».
