Cada vez menos genes

El consorcio público del genoma humano, formado por 20 centros de seis países, lleva tres años puliendo el borrador que presentó en 2001 y, cuanto más lo afina, menos genes quedan para repartirse la enorme tarea de convertir un óvulo fecundado en una persona adulta, y hacerla funcionar. Según el último cómputo, el número de genes está más cerca de 20.000 que de 30.000. Sin embargo, el genoma humano muestra signos de haber evolucionado mucho más rápido que el de la rata y los demás mamíferos: nuevos genes nacen continuamente por duplicación de los antiguos, y otros van degenerando y muriendo con similar agilidad.

Olvidada ya la fecha oficial de la presentación del genoma (febrero de 2001), y eliminada la competencia de la empresa privada Celera Genomics, el trabajo del Consorcio Internacional para la Secuenciación del Genoma Humano (IHGSC) ha perdido mucho brillo, pero ni un ápice de solvencia. Los investigadores presentan hoy en Nature una versión "casi completa" de excepcional calidad, y que supone un avance enorme para cualquier científico interesado en la biología humana o en sus aplicaciones médicas. El borrador de 2001 ya supuso una revolución de esas disciplinas. Como señala el investigador Lincoln Stein, del laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York, "en lugar de ir a la mesa de trabajo, los biólogos van ahora al ordenador para averiguar las secuencias de los genes en bases de datos públicas". La aceleración que esto ha imprimido a la biomedicina en su conjunto es incalculable.

Pero el borrador tenía defectos que le restaban utilidad para muchos objetivos. Tenía 147.821 gaps (discontinuidades) que impedían una lectura de corrido y sumían en la ambigüedad el orden y la orientación de grandes segmentos cromosómicos. Y su calidad era sólo de un error por cada 10.000 bases (las letras del ADN). Los gaps han sido reducidos ahora a 341, y los errores a uno por cada 100.000 bases (el genoma humano tiene cerca de 3.000 millones de bases). En realidad, estos ajustes son la parte más difícil, y han supuesto una duplicación del tiempo y del coste del borrador original.

Determinar el número exacto de genes humanos sigue siendo difícil, y la principal razón es que hay muchos segmentos de ADN que parecen genes aunque no lo sean. Estos pseudogenes fueron genes en el pasado, pero han perdido su función por culpa de una mutación (un cambio de letra en el ADN). Con el borrador, a menudo era imposible saber si un segmento de ADN era un pseudogén (con una mutación) o un gen normal (con un error de lectura).

La gran calidad de la nueva versión ha eliminado la mayor parte de esas ambigüedades y ha revelado que el número de genes humanos está entre 20.000 y 25.000, y probablemente más cerca de la primera cifra. El minúsculo gusano Caenorhabditis elegans tiene también unos 20.000 genes. El dato confirma que no hay la menor relación entre el número de genes y la complejidad de un organismo.

Los gaps del borrador habían ocultado otro hecho asombroso: que el 5,3% del genoma humano consiste en duplicaciones de grandes tramos de ADN que han ocurrido recientemente, es decir, no en los orígenes de la vida animal, sino durante la evolución de los primates y los homínidos. El conjunto de esos tramos duplicados incluye 1.183 genes.

La duplicación de genes es uno de los principales motores de la evolución biológica. Un gen esencial no es libre para acumular cambios y generar una nueva función (por ejemplo, los módulos cerebrales del lenguaje), puesto que es probable que esos cambios arruinen la función original del gen y maten a su portador. Pero si el gen sufre una duplicación, una de las copias puede preservar la función original mientras la otra queda libre para acumular cambios interesantes.

Las duplicaciones se han registrado en todas las especies que se han analizado, pero el genoma humano tiene dos peculiaridades. Primero, que tiene muchas más duplicaciones que los demás mamíferos. Y segundo, que las dos copias duplicadas son mucho más parecidas entre sí. Esto quiere decir que son muy recientes, y por tanto no han tenido tiempo de acumular muchas diferencias. "Reciente" quiere decir "hace menos de 40 millones de años", pero hay cientos de genes que se han duplicado en los últimos 6 millones de años, mientras algo muy parecido a un chimpancé se iba transformando en el Homo sapiens.

El más damnificado por la nueva versión es probablemente Craig Venter, ex presidente de Celera, y el científico que introdujo a la empresa privada en la carrera del genoma. El método de Venter era más rápido y barato, pero también incurría en más errores y ambigüedades, y era ciego a gran parte de los genes duplicados. La aventura privada no mereció la pena -nadie compra una secuencia de mala calidad cuando puede tener gratis otra mejor-, pero su idea conserva cierta validez: los genomas de otras especies se descifrarán combinando la seguridad del proyecto público con la celeridad del privado. Pero ya sin Venter.