El rompecabezas genético del cromosoma Y finalmente está completo

El cromosoma Y humano, responsable de determinar el sexo masculino, finalmente ha sido examinado de principio a fin.

Los investigadores secuenciaron el cromosoma, que contiene muchos genes implicados en la producción de esperma y la fertilidad, de un hombre de ascendencia europea. La nueva construcción telómero a telómero, o punta a punta, agrega más de 30 millones de bases de ADN a un cromosoma Y de referencia previamente ensamblado, informa el equipo en línea el 23 de agosto en Nature. Es la pieza final del pangenoma humano, un esfuerzo por catalogar todo el ADN humano (SN: 10/05/23).

El cromosoma Y es el más pequeño de los cromosomas humanos. "En los viejos tiempos, la gente pensaba que era sólo un depósito de chatarra de material genómico humano, y que sólo tenía un propósito... determinar el sexo masculino", dice Yun-Fai Chris Lau, genetista humano de la Universidad de California, San Francisco. Francisco, quien no participó en la obra. Al igual que el comediante Rodney Dangerfield, el cromosoma Y no recibe respeto, dice.

Pero está claro que la Y hace más que determinar el sexo masculino, afirma Lau. Algunos machos pierden el cromosoma Y de algunas de sus células. La pérdida los pone en riesgo de sufrir cáncer, enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades (SN: 26/10/14). Tener un cromosoma Y de referencia verdaderamente completo permitirá a los investigadores comprender mejor el papel que desempeña el cromosoma en el cuerpo, afirma.

Aunque es pequeño, el cromosoma Y ha intimidado a muchos investigadores porque tiene muchos fragmentos de ADN repetitivos, dice Adam Phillippy, investigador de bioinformática en Estados Unidos. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano en Bethesda, Maryland, quien dirigió el proyecto.

Hay secuencias repetidas de letras o bases de ADN (los bloques de construcción del ADN que transportan información) colocadas de un extremo a otro y que se extienden a lo largo de millones de bases como filas aparentemente interminables de piezas idénticas de un rompecabezas. Algunas partes del cromosoma tienen las piezas del rompecabezas invertidas. Y algunos tramos de ADN contienen palíndromos; las letras del ADN se leen igual en ambas direcciones. Luego hay múltiples copias de genes individuales.

Toda esa repetición hace que sea difícil saber exactamente en qué parte del rompecabezas va una pieza en particular, por lo que los científicos guardaron esas piezas repetidas para el final, dice Phillippy. "Cuando vuelves a armar el rompecabezas, siempre guardas las partes repetitivas, como la hierba, los árboles o el cielo, para el final".

Un estudio independiente, también publicado en línea el 23 de agosto en Nature, secuenció todo el cromosoma Y de 43 personas, incluidas 21 de ascendencia africana. Ese estudio encontró que el cromosoma sexual masculino puede variar en longitud de persona a persona en millones de bases de ADN, lo que significa que en algunas personas, el cromosoma tiene copias adicionales de algunos genes u otros fragmentos de ADN. Por ejemplo, los investigadores encontraron que los hombres pueden tener entre 23 y 39 copias de los genes TSPY, involucrados en la producción de esperma.

Tener cromosomas Y completos de varias personas ayudó a Phillippy y sus colegas a aclarar un misterio. El antiguo cromosoma de referencia tenía el gen TSPY2 ubicado cerca de una punta del cromosoma. Pero la versión de telómero a telómero lo mostró cerca del centrómero (la parte comprimida del cromosoma) y hacia atrás en comparación con la referencia.

"Confirmamos que era correcto en nuestro ensamblaje, por lo que simplemente asumimos que se trataba de un error en el ensamblaje anterior", dice Phillippy. Pero el segundo estudio demostró que ambas versiones eran correctas. TSPY2 ha saltado en el cromosoma. Algunas personas lo tienen en un lugar, mientras que otras lo tienen en el otro.

Tener múltiples copias de los genes TSPY y la ubicación variable de TSPY2 puede afectar la actividad de los genes y el efecto sobre la producción de esperma, dice Lau. Algunos estudios anteriores han insinuado que un número variable de copias puede afectar la fertilidad, mientras que otros estudios no han encontrado ninguna relación. La información más precisa de los nuevos estudios puede ayudar a resolver el debate, o al menos dar a los investigadores más pistas sobre cómo los genes influyen en la producción de esperma, afirma.

La nueva investigación puede ayudar a los científicos a aprender más sobre la evolución del cromosoma Y, afirma Phillippy. Y eventualmente, estudiar sus genes y sus variantes puede conducir a una mejor comprensión de la fertilidad y los tratamientos para la infertilidad, dice, pero tales aplicaciones médicas probablemente aún faltan años.

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