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La secuenciación del genoma humano, y con ella la posibilidad de descifrar elperfil genético de una persona, fue uno de los proyectos científicos internacionales más ambiciosos de la historia. Fue un hito sin precedentes que revolucionó la investigación y podría repetirse con un nuevo megaproyecto. Un grupo de 24 científicos de primera línea reclaman un esfuerzo económico y científico similar para sacar adelante otro gran proyecto, el que permitirá obtener un genoma humano sintético en diez años. O lo que es lo mismo, fabricar vida partiendo de cero en el laboratorio.

Las posibilidades de crear organismos totalmente artificiales -no solo humanos- son infinitas. Tan apasionantes, como que esta estrategia podría salvar al planeta de su extinción, creando formas de vida que reparen el medio ambiente, o borrar enfermedades hereditarias incurables. Pero hay también quien ve con inquietud cómo se abre la puerta a la manipulación genética, con la creación de bebés de diseño o supersoldados preparados para la lucha y sin miedo, al estilo del holywoodiense Bourne.

INVESTIGACIÓN 2017 DEL GENOMA HUMANO

Reescribir el ADN

El proyecto que aspira a seguir la estela del genoma humano ya tiene nombre. Se llama «HPG-write», algo así como proyecto genoma humano escrito, porque ahora ya no se trata de leer el ADN humano sino de reescribirlo. La diferencia entre estos dos «es cuántica», advierte Andrés Moya, catedrático de genética de la Universidad de Valencia. «Ahora se quiere intervenir. No es solo leer lo que hay, es modificarlo. Es más,se pretende la definición de un genoma humano de referencia», advierte.

Hace semanas un grupo selecto de científicos, abogados y líderes de la industria tuvieron un encuentro a puerta cerrada en la Facultad de Medicina de Harvard, en Boston, para debatir este proyecto titánico. Pero la propuesta más oficial se ha lanzado en el último número de la revista «Science». En un artículo para la discusión, veinticuatro científicos de primera línea -incluidos algunos de los que participaron en aquella cita a puerta cerrada- defienden la necesidad de este proyecto y llaman la atención sobre las infinitas posibilidades (algunas muy inquietantes) que puede traer la biología sintética.

oner líneas rojas

A la cabeza de este debate se ha situado Jef D. Boeke, un genetista de la Universidad de Nueva York que es pionero en este campo. Su grupo fue el primero en fabricar el primer cromosoma sintético de un organismo vivo complejo, el de la levadura. Ahora Boeke y los otros 23 investigadores que firman el artículo proponen medidas para hacer más económico el proceso y reclaman una base de datos única para intentar coordinar todos los pasos que se están dando para modificar el ADN humano, asi como de animales y plantas. Pero también plantean la necesidad de abrir también un debate ético y social antes de empezar a rediseñar la vida.

Manuel Porcar, del departamento de Biotecnología de la Universidad de Valencia, advierte de que «no se trata de hacer un ser humano, ni un feto o embrión, modificado genéticamente, sino de ensayos a nivel celular. Con la síntesis de genomas se podrán a punto técnicas de edición genética (con las que se pueden borarr, cortar y pegar genes a capricho) y, por otro, contribuir a la cura de algunas enfermedades hereditarias, por ejemplo», explica. Pero entiende que hagan un llamamiento a la ética y al debate social como paso previo al proyecto.

En esta misma línea, Vicente Larraga, del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC, agradece que se sienten las bases para un marco ético y legal. «La carrera desatada por las tecnologías que permiten modificar el genoma y la de síntesis puede desbocarse y es bueno regular la masa de conocimiento y patentes que pueden surgir», apunta.

El catedrático Andrés Moya también aprecia el «tono positivo y esperanzador» con el que los proponentes se dirigen a la opinión pública. «Reclaman un debate amplio y sereno, poniendo por delante las bondades esperables de una iniciativa de estas características, sobre sus implicaciones éticas, legales y sociales». Moya también cree que este avance es imparable: «Podrá haber moratorias, principios de precaución, legislación apropiada en el seno de sociedades democráticas que regulen las intervenciones, pero lo cierto es que hace 25 años leímos el genoma humano y ahora planteamos sintetizarlo».

Creaciones del Genoma Humano

El proyecto genoma humano

El proyecto de secuenciación del genoma humano ha sido el mayor proyecto de investigación biomédica de la historia. Con una presupuesto de 3 mil millones de dólares y la participación de un Consorcio Público Internacional, formado por EEUU, Reino Unido, Japón, Francia, Alemania, China y otros países, tenía como objetivo último la consecución de la secuencia completa del genoma humano, el texto lineal formado por la secuencia de las cuatros bases químicas del ADN que contiene las instrucciones para construir un ser humano. Iniciado en 1990, el proyecto se dio por concluido en el 2003, dos años antes de lo previsto. Otros objetivos del proyecto eran la secuenciación de genomas de otros organismos modelos sobre los que se tenía un amplio conocimiento previo, como la bacteria Escherichia coli, la levadura Saccaromyces cerevisiae, el gusano Caenorhabditis elegans, o la mosca del vinagre Drosophila melanogaster,  y el considerar las implicaciones éticas, legales y sociales que suscitarían los resultados del proyecto.  

genoma humano

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Ocho años después del inicio del proyecto público apareció en escena una empresa privada, Celera genomics, presidida por un brillante y revolucionario científico, Craig J. Venter, que lanzó el reto de conseguir la secuencia humana en un tiempo récord, antes del previsto por el Consorcio Público. Proponía una estrategia de secuenciación alternativa a la secuenciación jerárquica que seguía el Consorcio, la secuenciación aleatoria (shotgun), con la que había conseguido secuenciar el primer genoma celular en 1995, el de la bacteria Haemophilus influenzae. Empieza a partir de ese momento una carrera apasionante por la conquista del genoma humano, que acabaría finalmente en tablas. El 26 de Junio de 2000, en un acto auspiciado por el presidente Bill Clinton y que tuvo como escenario la Casa Blanca, se encontraron los dos máximos representantes de las partes en competición, Venter por Celera, y el director del Consorcio Público, Francis Collins. Se anunció de forma conjunta la consecución de dos borradores de la secuencia completa del genoma humano. Las publicaciones correspondientes de ambas secuencias no aparecieron hasta Febrero de 2001. El Consorcio Público publicó su secuencia en la revista Nature, mientras que Celera lo hizo en Science. Tres años después, en 2004, el Consorcio publicó la versión final o completa del genoma humano. El proyecto genoma humano había concluido con un éxito rotundo y, en palabras de F. Collins, se iniciaba una nueva era de investigación basada en la genómica que afectaría crucialmente a la biología, a la salud y a la sociedad.

El genoma humano es el genoma del Homo sapiens, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares decromosomas en el núcleo de cada célula humana diploide. De los 23 pares, 22 son cromosomas autosómicos y un par determinante del sexo (dos cromosomas X en mujeres, y un X y un Y en varones). El genoma haploide (es decir, una sola representación por cada par) tiene una longitud total aproximada de 3200 millones de pares de bases de ADN (3200 Mb) que contienen unos 20 000-25 000genes¹ (las estimaciones más recientes apuntan a unos 20 500). De las 3200 Mb, 2950 Mb corresponden a eucromatina y unas 250 Mb a heterocromatina. El Proyecto Genoma Humano produjo una secuencia de referencia del genoma humano eucromático, usado en todo el mundo en las ciencias biomédicas.

La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene la información codificada, necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de las proteínas del ser humano. Las proteínas, y no el ADN, son las principales biomoléculas efectoras; poseen funciones estructurales, enzimáticas, metabólicas, reguladoras y señalizadoras, organizándose en enormes redes funcionales de interacciones. En definitiva, el proteoma fundamenta la particular morfología y funcionalidad de cada célula. Asimismo, la organización estructural y funcional de las distintas células conforma cada tejido y cadaórgano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. Así, el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.

El genoma humano presenta una densidad de genes muy inferior a la que inicialmente se había predicho, con sólo 1.5 %² de su longitud compuesta por exonescodificantes de proteínas. Un 70 % está compuesto por ADN extragénico y un 30% por secuencias relacionadas con genes. Del total de ADN extragénico, aproximadamente un 70 % corresponde a repeticiones dispersas, de manera que, más o menos, la mitad del genoma humano corresponde a secuencias repetitivas de ADN. Por su parte, del total de ADN relacionado con genes se estima que el 95 % corresponde a ADN no codificante: pseudogenes, fragmentos de genes, intrones o secuencias UTR, entre otros.