Proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano
La idea del Proyecto Genoma Humano, empezó a gestarse en 1984, en una reunión científica en Alta (California), cuando un grupo importante de investigadores discutieron sobre la conveniencia de poner en marcha un programa de gran envergadura y coste económico, para facilitar la detección de mutaciones génicas causantes de enfermedades. Dos años después, en una reunión en la ciudad californiana de Santa Fe se hizo la primera propuesta de un Proyecto Genoma Humano como paso indispensable para comprender el cáncer.
Las actividades encaminadas a conocer el genoma básico humano corresponden a lo que se ha dado en llamar genómica estructural. Ahora bien, la genómica estructural no es un fin en sí mismo. Interesa sobre todo conocer la información contenida en las secuencias, sobre todo su funcionamiento y sus interacciones para explicar el modo en que tiene lugar el desarrollo morfogenético correcto o en su caso las causas de las patologías. Precisamente al comenzar el siglo, el principal reto de conocimiento del Proyecto Genoma Humano, se refiere a:
- Qué genes intervienen, en qué orden lo hacen
- Dónde se localizan.
- Cuándo se expresan en relación con el desarrollo.
Esto es lo que se ha dado en llamar genómica funcional. En definitiva, se trata primero de conocer para luego descifrar el mensaje genético completo del genoma humano, con el fin de utilizar esta información a modo de un libro de instrucciones que permita identificar, interpretar y dar solución a cualquier problema de índole biológico y a los diferentes niveles molecular, celular, tisular, individual, poblacional y evolutivo. En 1990, James Watson describió el Proyecto Genoma Humano como «la descripción última de la vida».
La coordinación del proyecto público fue liderada por el investigador americano Francis Collins (Premio Príncipe de Asturias en 2001), bajo los auspicios y financiación de tres instituciones americanas: NHGRI (=National Human Genome Research Institute[1]), NIH (=National Institute of Health[2]) y DOE (=Department of Energy[3]) y una británica, el Wellcome Trust[4].
El proyecto dio comienzo en 1990 e implicó a 16 instituciones de EEUU. Poco después surgió la organización internacional HUGO (=Human Genome Organization), que implicaba a numerosos grupos de investigadores de Gran Bretaña, Francia, Japón, Alemania y China. El Proyecto se planificó en dos etapas, de las que en la primera se habría de llegar a la culminación de un «borrador» del genoma a finales de 2001. Es justo destacar que el 85% de la realización el proyecto ha sido americano y que los trabajos se han acelerado por la mejora de las tecnologías desarrolladas, en parte por la competencia con un proyecto paralelo de iniciativa privada dirigido por el Dr. Craig Venter (Premio Príncipe de Asturias en 2001) desarrollado por un grupo de empresas bajo la denominación de Celera Genomics.
El Proyecto Genoma Humano ha requerido un conjunto de técnicas extraordinariamente eficaces para:
- Disectar el genoma en miles de fragmentos manejables; conservarlos como clones que se replican en microorganismos (librerías genómicas).
- Aislarlos (a partir de las librerías).
- Analizar sus detalles para localizar regiones contiguas a las de otros fragmentos.
- Secuenciarlos.
- Y en definitiva ordenarlos como si de un enorme puzzle se tratara.
Este colosal trabajo se ha visto facilitado con la ayuda de los análisis informáticos y de unas estrategias de experimentación enormemente ingeniosas, derivadas de los avances de la Biología Molecular. A finales de 1999, la revista Nature[5] publicó la secuencia completa del cromosoma 22, el más pequeño del genoma humano, que contiene unos 33 millones de pares de bases (33 Mb) y encierra la información de unos 650 genes.
El 8 de mayo de 2000, la misma revista publicó la secuencia del cromosoma 21, de gran relevancia por su implicación en el síndrome de Down y otras enfermedades humanas. Unos meses más tarde, en Febrero de 2001, las prestigiosas revistas científicas Nature y Science, británica y americana, respectivamente, dedicaron números especiales para publicar sendos artículos sobre los resultados del análisis del «borrador» del genoma humano y las principales características de su organización. Finalmente, el 13 de Abril de 2003, en coincidencia con la celebración del 50 aniversario del descubrimiento de la doble hélice, Francis Collins anunció la culminación del Proyecto Genoma Humano, habiéndose completado la información que faltaba en el borrador.
Además de la contribución a la comprensión de los aspectos básicos del desarrollo humano, el conocimiento del Genoma Humano es importante para la Medicina, en tres campos concretos:
- El diagnóstico.
- El terapéutico.
- El farmacológico.
El conocimiento de la base genética de las enfermedades hereditarias permitirá habilitar pruebas de laboratorio para la detección de alteraciones en las secuencias del ADN y por tanto para su diagnóstico desde antes de su manifestación, incluso en la etapa del desarrollo embrionario (diagnóstico genético preimplantatorio en embriones producidos por fecundación in vitro) o fetal (diagnóstico prenatal). Por otro lado, a partir del conocimiento de la base molecular de las alteraciones de los genes, se pueden desarrollar protocolos de terapia génica, que permitirán la corrección de algunas enfermedades mediante la inserción de secuencias génicas correctas en el genoma de pacientes portadores de genes alterados.
Del mismo modo, el conocimiento de las secuencias de los genes y la posibilidad de aislarlos, o de aislar secuencias codificantes implicadas en numerosas y diversas funciones, permite su utilización para, mediante experimentos de ingeniería genética, insertarlos en cromosomas artificiales o en plásmidos bacterianos para su clonación y expresión en microorganismos, levaduras, o en plantas o animales transgénicos. De este modo, se pueden obtener proteínas humanas de interés farmacológico (hormonas, insulina, factores de coagulación, etc.) en otros seres y en gran escala.
