Journal Scan - Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project

Agosto de 2007

Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project

The ENCODE project consortium.

Nature, 447: 799-816

Estudios previos ya indicaban que la complejidad de nuestro genoma podría ser mucho mayor de lo que se ha venido pensando. Los resultados presentados en este trabajo no sólo confirman esta sospecha, sino que ponen en cuestión muchas de las nociones comúnmente aceptadas sobre el genoma.

Una vez conocida la secuencia consenso del genoma humano en su totalidad (Proyecto Genoma Humano), y estando en curso la catalogación de sus variantes más frecuentes a nivel poblacional (los SNPs, con el proyecto HapMap), el siguiente paso lógico es caracterizar el genoma desde el punto de vista estructural y funcional. Con este fin, se han puesto en marcha diversas iniciativas internacionales a gran escala.

Una de ellas es el proyecto ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements), iniciado en 2003 por un consorcio internacional de 35 laboratorios con objeto de generar un catálogo exhaustivo de los elementos funcionales del genoma humano.

Los datos ahora presentados corresponden al estudio piloto del proyecto, en el que durante 4 años y con un presupuesto de 42 millones de dólares, se ha analizado un 1% del genoma en 44 regiones distintas, con una longitud total aproximada de 30 Mb. El proyecto se completará en una segunda fase de 4 años con un coste adicional de alrededor de 90 millones de dólares.

Este primer análisis ha revelado un panorama sorprendente, que termina de echar por tierra la noción mayoritariamente aceptada según la cual la mayoría del genoma sería “inservible”, y sólo se transcribiría a ARN una porción mínima (no muy superior al 2%), que incluiría el ADN que codifica para proteínas, los ARN ribosomales, y algunos otros con función reguladora.

En realidad, como demuestran los resultados de este estudio, un 80-90% del genoma se transcribe a ARN de distintas longitudes y cuyas funciones se desconocen.

Otros hallazgos destacados de este estudio son:

Numerosos ARN se transcriben a partir de regiones de ADN intragénicas, muy alejadas de cualquier secuencia codificante conocida
Muchos de estos de ARN no codificantes solapan parcialmente con secuencias codificantes conocidas, y contienen secuencias correspondientes a exones de varios genes distintos
Mientras que en el 1% de genoma estudiado se conocían con anterioridad alrededor de 500 sitios de inicio de la transcripción (promotores), este estudio ha permitido identificar unos 300 promotores nuevos, muchos de ellos alejados del principio de la secuencia codificante de genes conocidos.
Un 5% de las bases del genoma de los mamíferos está sujeto a restricción evolutiva (es decir, conservadas a nivel de secuencia), pero por ahora tan sólo el 60% de éstas tiene función conocida o atribuible experimentalmente.
Por otra parte, y esto resulta más sorprendente, la mitad de los elementos funcionales identificados en este estudio no parecen estar conservados entre las distintas especies de mamíferos.

En conclusión, los resultados de este estudio confirman algunas observaciones e hipótesis previas, refutan muchas otras, y plantean numerosos interrogantes acerca de la organización funcional del genoma, que se está revelando mucho más complejo de lo esperado.



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