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Primeiro "pangenoma" humano visa catalogar a diversidade genética

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Mais de 20 anos depois que os cientistas divulgaram pela primeira vez um rascunho da sequência do genoma humano, o livro da vida recebeu uma reescrita há muito esperada.

Uma edição mais precisa e inclusiva do nosso código genético foi publicada na revista Nature, marcando um passo importante em direção a uma compreensão mais profunda da biologia humana e da medicina personalizada para pessoas de uma ampla variedade de origens raciais e étnicas.

Ao contrário da referência anterior – que foi amplamente baseada no DNA de um homem mestiço de Buffalo, NY, EUA, com entradas de algumas dezenas de outros indivíduos, principalmente descendentes de europeus – o novo “pangenoma” incorpora sequências genéticas quase completas de 47 homens e mulheres de diversas origens, incluindo afro-americanas, caribenhas, leste-asiáticas, oeste-africanas e sul-americanas.

O mapa do genoma renovado representa uma ferramenta crucial para cientistas e médicos que desejam identificar variações genéticas associadas a doenças. Ele também promete oferecer tratamentos que podem beneficiar todas as pessoas, independentemente de sua raça, etnia ou ascendência, disseram os pesquisadores.

Leia sobre "Genética - conceitos básicos" e "Mutações genéticas".

Alimentado pela mais recente tecnologia de sequenciamento de DNA, o pangenoma1 agrupa todos os 47 genomas únicos em um único recurso, fornecendo a imagem mais detalhada do código que alimenta nossas células2. As lacunas na referência anterior estão agora preenchidas, com quase 120 milhões de letras de DNA que faltavam anteriormente adicionadas ao código de três bilhões de letras.

O genoma de referência única estava apenas 92 por cento completo quando o Projeto Genoma Humano foi declarado “completo”. Apenas pequenos pedaços de DNA puderam ser sequenciados na época e, como grande parte do genoma é altamente repetitivo, muitos desses pequenos pedaços não puderam ser remontados. O projeto pangenoma1 tem utilizado métodos que produzem peças muito mais longas, conhecidas como “reads”. Como resultado, o pangenoma1 é baseado em sequências de altíssima qualidade que são 99% completas.

Também já se foi a ideia de uma fita totêmica de DNA que se estende por um metro e oitenta quando desenrolada e esticada em linha reta. Agora, a referência atualizada se assemelha a um labirinto3 de milho, com caminhos alternativos e trilhas laterais que permitem aos cientistas explorar uma gama mais ampla da diversidade genética encontrada em pessoas de todo o mundo.

Os arquitetos do projeto continuam a adicionar mais grupos populacionais ao pangenoma1, com o objetivo de incluir pelo menos 350 genomas de alta qualidade que abranjam a maior parte da diversidade humana global.

No artigo publicado, o Consórcio de Referência do Pangenoma1 Humano apresenta um primeiro rascunho da referência do pangenoma1 humano. O pangenoma1 contém 47 conjuntos diplóides em fases de uma coorte4 de indivíduos geneticamente diversos. Esses conjuntos cobrem mais de 99% da sequência esperada em cada genoma e são mais de 99% precisos nos níveis estrutural e de pares de bases.

Com base nos alinhamentos dos conjuntos, gerou-se um rascunho de pangenoma1 que captura variantes e haplótipos conhecidos e revela novos alelos5 em loci estruturalmente complexos.

Também foram adicionados 119 milhões de pares de bases de sequências polimórficas eucromáticas e 1.115 duplicações de genes em relação à referência existente GRCh38. Cerca de 90 milhões dos pares de bases adicionais são derivados da variação estrutural.

O uso desse rascunho de pangenoma1 para analisar dados de leitura curta reduziu os erros de descoberta de pequenas variantes em 34% e aumentou o número de variantes estruturais detectadas por haplótipo em 104% em comparação com fluxos de trabalho baseados em GRCh38, que permitiram a tipagem da grande maioria dos alelos5 variantes estruturais por amostra.

Veja também sobre "Exame genético".

 

Fontes:
Nature, publicação em 10 de maio de 2023.
The New York Times, notícia publicada em 10 de maio de 2023.

 

Créditos da imagem: Darryl Leja/NHGRI

 

NEWS.MED.BR, 2023. Primeiro "pangenoma" humano visa catalogar a diversidade genética. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1438935/primeiro-quot-pangenoma-quot-humano-visa-catalogar-a-diversidade-genetica.htm>. Acesso em: 22 jul. 2024.

Complementos

1 Pangenoma: Em biologia molecular, pangenoma ou supragenoma, descreve a coleção de todos os genes em uma espécie (muito aplicado a bactérias que podem ter grande variação no conteúdo genético entre cepas intimamente relacionadas). É um superconjunto de todos os genes de todas as cepas de uma espécie.
2 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
3 Labirinto: 1. Vasta construção de passagens ou corredores que se entrecruzam de tal maneira que é difícil encontrar um meio ou um caminho de saída. 2. Anatomia: conjunto de canais e cavidades entre o tímpano e o canal auditivo, essencial para manter o equilíbrio físico do corpo. 3. Sentido figurado: coisa complicada, confusa, de difícil solução. Emaranhado, imbróglio.
4 Coorte: Grupo de indivíduos que têm algo em comum ao serem reunidos e que são observados por um determinado período de tempo para que se possa avaliar o que ocorre com eles. É importante que todos os indivíduos sejam observados por todo o período de seguimento, já que informações de uma coorte incompleta podem distorcer o verdadeiro estado das coisas. Por outro lado, o período de tempo em que os indivíduos serão observados deve ser significativo na história natural da doença em questão, para que haja tempo suficiente do risco se manifestar.
5 Alelos: 1. Que ocupa os mesmos loci (locais) nos cromossomos (diz-se de gene). 2. Em genética, é cada uma das formas que um gene pode apresentar e que determina características diferentes.
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