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Los científicos estiman que los humanos podrían tener solo 19.000 genes codificantes (aquellos que producen proteínas), 3.000 menos respecto a la suma de las tres anotaciones de referencia que existen del genoma humano, y un número muy inferior a los 100.000 que se llegaron a barajar hace años
El trabajo pone en tela de juicio 15 años después de la secuenciación del genoma humano el número de genes reales contenidos en las células humanas
El estudio del genoma humano es de vital importancia para la investigación de un gran número de enfermedades como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, etc.
Un nuevo estudio liderado por el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) desvela que hasta un 20% de los genes catalogados como codificantes (aquellos que producen las proteínas que permiten el funcionamiento de los seres vivos) podrían no serlo al tener características típicas de genes no codificantes o pseudogenes (no generadores de proteínas). Esta reducción del tamaño del genoma humano podría ser determinante en biomedicina ya que el número de genes que producen proteínas y su identificación es de vital importancia para la investigación de múltiples enfermedades, incluidas el cáncer, enfermedades cardiovasculares, etc.
El trabajo, que publica la revista Nucleic Acids Research, es el resultado de una colaboración internacional liderada por Michael Tress de la Unidad de Bioinformática del CNIO, con investigadores del Instituto Wellcome Trust Sanger, en Reino Unido, la Universidad Pompeu Fabra, el Instituto de Tecnología de Massachusetts, en EE.UU, el Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) y el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).
Desde que finalizara la secuenciación del genoma humano en 2003 expertos de todo el mundo siguen trabajando para compilar el proteoma humano (la totalidad de proteínas generadas a partir de los genes) y los genes que las producen. Esta tarea es inmensa dada la complejidad del genoma humano y el hecho de que tenemos cerca de 20.000 genes codificantes.
Los investigadores analizaron los genes catalogados como codificantes de proteínas en los principales proteomas humanos de referencia: la comparación detallada de los proteomas de referencia GENCODE/Ensembl, RefSeq y UniProtKB mostró 22,210 genes codificantes, pero solo 19,446 de estos genes estaban presentes en todas estas tres anotaciones.
Cuando analizaron los 2.764 genes que estaban presentes en solo una o dos de estas anotaciones de referencia, se sorprendieron al descubrir que la evidencia experimental y las anotaciones manuales sugerían que casi todos estos genes tenían más probabilidades de ser genes no codificantes o pseudogenes. De hecho, estos genes, junto con otros 1.470 genes codificantes que sí están presentes en los tres catálogos de referencia, no estaban evolucionando según el patrón clásico de los genes que codifican proteínas. Por lo tanto, la conclusión del estudio es que muy probablemente la mayoría de estos 4.234 genes no codifiquen proteínas.
El trabajo ya está dando sus frutos. “Hemos podido analizar muchos de estos genes en detalle”, explica Tress, “y ya se han reclasificado más de 300 genes como no codificantes“. Los resultados están ya siendo incluidos en las nuevas anotaciones del genoma humano por el consorcio internacional GENCODE, del que forman parte los investigadores del CNIO.
Baile de cifras en los últimos años
El estudio pone en tela de juicio una vez más, y después de 15 años de la secuenciación del genoma humano, el número de genes reales contenidos en las células humanas. Los datos más recientes indican que el número de genes codificantes de proteínas humanas podría superar los 20.000. Federico Abascal, del Instituto Wellcome Trust Sanger en Reino Unido y primer autor del trabajo apunta: “Nuestra evidencia sugiere que los humanos pueden tener solo 19.000 genes codificantes, pero aún no sabemos qué 19.000 genes son“.
Por su parte, David Juan, de la Universidad Pompeu Fabra y participante en el estudio, reitera la importancia de estos resultados: “Sorprendentemente, algunos de estos genes codificantes dudosos han sido bien estudiados y tienen más de 100 publicaciones científicas basadas en la suposición de que el gen codifica una proteína”.
Según los investigadores todavía hay una gran cantidad de incertidumbre, ya que la cifra final podría ser de hasta 2.000 genes más o 2.000 menos. El proteoma humano, dada su importancia para la comunidad médica, requerirá de más investigación.
El trabajo ha sido financiado por el Instituto Nacional de Salud de los EE.UU.
Artículo de referencia
Loose ends: almost one in five human genes still have unresolved coding status. Abascal F, Juan D, Jungreis I, Martinez L, Rigau M, Rodriguez JM, Vazquez J, Tress ML (Nucleic Acids Research 2018). DOI: 10.1093/nar/gky587