Cientistas ampliam conhecimento da gen�tica humana; entenda

Na d�cada de 1990, a ci�ncia deu um salto com o Projeto Genoma Humano, que construiu o sequenciamento de refer�ncia da esp�cie. Com um modelo usado para compara��es, muito se descobriu sobre doen�as e sobre a pr�pria evolu��o do Homo sapiens. Por�m, a ferramenta n�o � perfeita. Especialmente porque 70% dos dados v�m de uma �nica pessoa, de origem europeia.

A pouca representatividade foi atenuada agora. Cientistas do Cons�rcio de Refer�ncia do Pangenoma Humano publicaram, na revista Nature, um mapeamento mais inclusivo, com base em 47 indiv�duos de todas as partes do mundo, ajudando a avan�ar na compreens�o dos 0,2% de diferen�as no DNA que fazem com que cada um dos 8 bilh�es de habitantes da Terra sejam �nicos. Entre outras coisas, o novo sequenciamento revelou 120 milh�es de pares de base, o conjunto de letrinhas (A,T,G,C) que passam as instru��es �s c�lulas do organismo. Ser� poss�vel, por exemplo, identificar variantes encontradas em popula��es n�o-europeias e que n�o foram contempladas no projeto anterior.

Leia tamb�m: Osteoporose pode ser sinal de doen�as gen�ticas mais graves

No pangenoma, mais de 99% das sequ�ncias t�m alta precis�o. Os dados v�o aumentar, j� que o trabalho continua em andamento, embora j� esteja dispon�vel para a utiliza��o por cientistas como o novo padr�o de refer�ncia do genoma humano. "Essa cole��o gen�mica complexa representa uma diversidade gen�tica humana significativamente mais precisa do que j� foi capturada antes", disse, em uma coletiva de imprensa on-line, Enrich D.

Jarvis, pesquisador da Universidade de Rockfeller, nos Estados Unidos, e um dos principais cientistas envolvidos. "Com uma maior amplitude e profundidade de dados gen�ticos � sua disposi��o e maior qualidade dos conjuntos de genomas, os pesquisadores podem refinar sua compreens�o da liga��o entre genes e caracter�sticas de doen�as e acelerar a pesquisa cl�nica", acrescentou.

Leia tamb�m: Edi��o gen�tica corrige falha em c�lulas imunol�gicas

Vertebrados

O Cons�rcio de Refer�ncia do Pangenoma Humano � uma colabora��o de cientistas dos Estados Unidos e da Europa e foi lan�ado em 2019. Na �poca, Jarvis estava aprimorando a tecnologia de sequenciamento avan�ado e m�todos computacionais no Projeto Genomas de Vertebrados, que visa sequenciar todas as 70 mil esp�cies desses animais. O laborat�rio dele e de colaboradores, ent�o, decidiu aplicar os avan�os para conjuntos de genoma de alta qualidade para revelar as varia��es no Homo sapiens.

Leia tamb�m: Gen�tica e alta escolaridade aumentam risco de miopia, aponta estudo

Para aumentar a diversidade de amostras, os pesquisadores recorreram ao Projeto 1000 Genomas, um banco de dados p�blico que inclui mais de 2,5 mil pessoas, representando 26 popula��es geogr�fica e etnicamente variadas. A maioria vem da �frica, que abriga a maior diversidade humana do planeta. "Em muitos outros grandes projetos de diversidade do genoma humano, os cientistas selecionaram principalmente amostras europeias", destacou Jarvis, assinalando: "Fizemos um esfor�o proposital para fazer o oposto. Est�vamos tentando neutralizar os preconceitos do passado".

� prov�vel que variantes gen�ticas que possam aumentar o conhecimento sobre doen�as comuns e raras possam ser encontradas entre essas popula��es. "Todo mundo tem um genoma �nico, ent�o, usar uma �nica sequ�ncia de genoma de refer�ncia para cada pessoa pode levar a desigualdades nas an�lises", observou, na entrevista, Adam Phillippy, pesquisador s�nior no Ramo de Gen�mica Computacional e Estat�stica dos Institutos Nacionais de Sa�de dos Estados Unidos, que financia o projeto. "Por exemplo, prever uma doen�a gen�tica pode n�o funcionar t�o bem para algu�m cujo genoma � mais diferente daquele de refer�ncia."

Trio

Para ampliar a diversidade gen�tica, os pesquisadores tiveram que criar sequ�ncias mais n�tidas e claras de cada indiv�duo, usando as abordagens desenvolvidas no projeto de sequenciamento de vertebrados. Jarvis lembrou que cada pessoa herda um genoma de cada progenitor, e � assim que se tem as duas c�pias dos cromossomos, o que � conhecido como genoma diploide.

Quando o genoma de uma pessoa � sequenciado, separar o DNA dos pais pode ser um desafio. T�cnicas e algoritmos mais antigos cometeram erros ao mesclar dados gen�ticos dos progenitores de um indiv�duo, resultando em uma vis�o emba�ada. "As diferen�as entre os cromossomos da m�e e do pai s�o maiores do que a maioria das pessoas imagina", revelou Jarvis. "A m�e pode ter 20 c�pias de um gene, e o pai, apenas duas", disse.

Para escapar dessas confus�es, os pesquisadores utilizaram um m�todo desenvolvido por Adam Phillippy e por Sergey Koren, tamb�m dos Institutos Nacionais de Sa�de. Eles consideram os sequenciamentos totais dos trios (pai, m�e e filho), esclarecendo as linhas de heran�a at� chegar a uma sequ�ncia de melhor qualidade da crian�a. Esses dados foram usados para a avalia��o do pangenoma.

Com os dados dos 47 indiv�duos, os cientistas chegaram a 94 sequ�ncias distintas, duas para cada conjunto de cromossomos, mais o Y nos homens. Ent�o, usaram t�cnicas computacionais avan�adas para alinhar e sobrep�-las. Dos 120 milh�es de pares de bases de DNA que n�o foram vistos anteriormente, cerca de 90 milh�es derivam de varia��es estruturais, diferen�as gen�ticas que surgem quando peda�os de cromossomos s�o rearranjados — movidos, exclu�dos, invertidos ou com c�pias extras de duplica��es.

"� uma descoberta importante porque estudos nos �ltimos anos estabeleceram que as variantes estruturais desempenham um papel de destaque na sa�de humana, bem como na diversidade espec�fica da popula��o", observa Jarvis. "Eles podem ter efeitos dram�ticos nas diferen�as de caracter�sticas, doen�as e fun��o gen�tica. Com tantos novos identificados, haver� muitas novas descobertas que n�o eram poss�veis antes", concluiu.