No ano passado, os cientistas revelaram a sequência mais completa do genoma humano alguma vez produzida – mas faltava-lhe um pequeno pedaço: o cromossoma Y.
Agora, o menor membro da família de cromossomos humanos foi totalmente sequenciado, completando um quebra-cabeça que levou três décadas para ser resolvido.
O resultado é um genoma humano de referência abrangente, que agora pode conter segredos sobre a fertilidade masculina.
“Agora que temos essa sequência 100% completa do cromossomo Y, podemos identificar e explorar inúmeras variações genéticas que podem estar afetando as características e doenças humanas de uma forma que não podíamos fazer antes”, diz Dylan Taylor, um geneticista da Universidade Johns Hopkins e um dos autores do estudo.
O cromossomo Y contém muitas sequências repetitivas – incluindo alguns palíndromos longos – que o tornaram amplamente “ilegível” até agora.
Liderado pelo genomicista Arang Rhie, do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano dos EUA, o apropriadamente chamado consórcio Telomere-to-Telomere usou técnicas avançadas de sequenciamento e algoritmos bioinformáticos recém-desenvolvidos para unir longos trechos de DNA, finalmente mapeando o cromossomo Y por completo.
“Sabíamos que tínhamos uma imagem incompleta até agora”, diz o biólogo computacional da Universidade John Hopkins, Rajiv McCoy, no que poderia ser considerado um leve eufemismo, dado que o rascunho anterior do cromossomo Y estava faltando mais da metade de suas bases.
Essas lacunas, muitas das quais abrangem genes relacionados à produção de esperma, levaram a todos os tipos de suposições incorretas feitas em outros estudos. Algumas sequências Y humanas anteriormente desconhecidas foram, por exemplo, erroneamente consideradas traços de amostras contaminantes de DNA bacteriano.
“Mas agora podemos ver todo o genoma de ponta a ponta pela primeira vez”, diz McCoy.
A equipe preencheu mais de 30 milhões de “letras” na sequência de DNA para montar o cromossomo Y em sua totalidade: todos os 62.460.029 pares de bases. Eles também corrigiram vários erros em seções previamente sequenciadas e descobriram 41 novos genes codificadores de proteínas.
“A maior surpresa foi como as repetições são organizadas”, diz Adam Phillippy, cientista da computação do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano dos Estados Unidos.
“Quase metade do cromossomo é feito de blocos alternados de duas sequências repetidas específicas conhecidas como DNA satélite. Faz um belo padrão semelhante a uma colcha.”
Em um segundo estudo conduzido pelo geneticista da Universidade de Washington, Pille Hallast, os pesquisadores foram um passo além, usando a sequência de referência para montar cromossomos Y humanos de 43 indivíduos do sexo masculino, metade dos quais representavam linhagens africanas.
Juntas, as assembleias abrangeram 183 mil anos de evolução humana e revelaram algumas variações surpreendentes no cromossomo Y.
Por um lado, os cromossomos Y tinham tamanhos muito diferentes, variando de 45,2 milhões a 84,9 milhões de pares de bases de comprimento.
Também houve diferenças estruturais marcantes: as sequências precisas de genes foram conservadas (portanto, ainda codificavam as proteínas certas), mas às vezes seções maiores de DNA foram invertidas, orientadas na direção oposta ao longo do cromossomo Y.
“Quando você encontra uma variação que nunca viu antes, a esperança é sempre que essas variantes genômicas sejam importantes para a compreensão da saúde humana”, diz Phillippy.
Recentemente, genes no cromossomo Y foram implicados em formas agressivas de cânceres comuns em homens, enquanto a perda do cromossomo Y foi encontrada para impulsionar o crescimento de cânceres de bexiga. Mas não sabemos o que mais deixamos passar.
Uma nova era de medicina personalizada acena se as tecnologias de sequenciamento continuarem avançando, permitindo que genomas inteiros – não apenas seções selecionadas – sejam sequenciados de forma barata.
Mas a sequenciação do genoma poderá exacerbar as disparidades nos cuidados de saúde se as injustiças históricas e a falta de diversidade nos estudos de investigação não forem resolvidas.
“Em última análise, à medida que a montagem completa, precisa e sem lacunas de genomas humanos diplóides se torna rotina, esperamos que os ‘genomas de referência’ se tornem conhecidos simplesmente como ‘genomas’”, concluem os pesquisadores.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
