Históricamente, la mayor parte de la investigación en genética humana se ha centrado en personas de ascendencia europea, un sesgo de larga data que puede limitar la precisión de las predicciones científicas para personas de otras poblaciones.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Johns Hopkins ha creado un nuevo catálogo de datos de expresión genética humana de todo el mundo. Una mayor representación de poblaciones poco estudiadas debería permitir a los investigadores obtener conocimientos más precisos sobre los factores genéticos que impulsan la diversidad humana, incluidos rasgos como la altura, los niveles hormonales y el riesgo de enfermedades.
Este trabajo profundiza la comprensión del campo científico sobre la expresión genética en poblaciones de América Latina, el sur y el este de Asia y otras regiones donde existen datos limitados.
Publicado hoy en la naturalezaLos hallazgos pueden mejorar los estudios futuros sobre la variación y evolución humana.
«Ahora tenemos esta visión global de cómo la expresión genética contribuye a la diversidad del mundo, el panorama más amplio hasta la fecha en poblaciones que han estado pobremente representadas en estudios anteriores», dijo el autor principal Rajeev McCoy, genetista de Johns Hopkins. «Estamos tratando de comprender mejor la conexión entre la variación a nivel de nuestro ADN y la variación a nivel de nuestros rasgos, que estudios genéticos anteriores observaron pero con un sesgo realmente persistente que excluía a las poblaciones de ascendencia no europea».
Título de la película: El nuevo conjunto de datos de expresión genética incluye 26 poblaciones en cinco continentes.
imagen Crédito: Roberto Molar Candanosa/Universidad Johns Hopkins
Si bien la investigación genética a menudo explora variaciones en el ADN, los investigadores se propusieron examinar la expresión genética: el proceso mediante el cual los genes del ADN se «transcriben» en moléculas de ARN. El ARN, a su vez, sirve como modelo que guía el ensamblaje de aminoácidos en proteínas que proporcionan estructura y realizan diversas funciones en las células. Pero las mutaciones genéticas pueden afectar la forma en que se expresan los genes: cuánto ARN producen los genes o cambian la estructura del ARN. Estas mutaciones y los efectos asociados sobre la expresión genética afectan de manera crítica el desarrollo de rasgos y enfermedades.
Para identificar mutaciones que alteran la expresión genética, los científicos midieron el ARN en células de 731 personas que ya habían participado en el Proyecto 1000 Genomas, una colaboración internacional previamente establecida que secuenció el ADN de los mismos individuos.
«Solo conocíamos las secuencias de su genoma publicadas anteriormente, pero ahora tenemos mediciones de su expresión genética. Al combinar estos datos, podemos comprender a un nivel fundamental los orígenes genéticos de las diferencias en la expresión genética entre individuos», dijo McCoy. . «En última instancia, eso contribuye a la mayoría de las diferencias entre tú y yo, aunque somos 99,9% idénticos a nivel de ADN».
Si bien los 731 individuos pertenecían a 26 grupos diferentes en los cinco continentes, los científicos descubrieron que los patrones de expresión genética eran comúnmente compartidos entre los grupos, un fenómeno que también se observa en los patrones de variación del ADN. La mayoría de las diferencias en la expresión genética se encuentran entre poblaciones y no entre ellas.
«El campo está comenzando a moverse en esta emocionante dirección para incluir una variedad de individuos… Nuestra investigación es una prueba de concepto para otros científicos. Estamos demostrando que realmente podemos hacer esto, y deberíamos hacerlo, y es valioso. «.
Dylan Taylor
Candidato a Doctorado, Biología
«La distribución de nuestra diversidad es mucho más compleja que estas etiquetas definidas geográfica, política o socialmente», dijo McCoy.
La diversidad de la cohorte permitió a los científicos identificar posibles vínculos entre mutaciones y rasgos específicos y riesgos para la salud, incluidas mutaciones limitadas a subconjuntos de la población no examinados previamente, dijo.
«Al tener esta cohorte más diversa, realmente podemos concentrarnos en mutaciones específicas que pueden estar impulsando estos cambios en la expresión genética y, en última instancia, estamos demostrando cómo pueden diferenciarse y cómo eso afecta los rasgos o la susceptibilidad a las enfermedades», añadió McCoy.
Los hallazgos podrían conducir a mejores tratamientos personalizados, dijo el autor principal Dylan Taylor, candidato a doctorado en biología de Johns Hopkins.
«Si no tenemos conjuntos de datos más diversos, no podemos utilizar estos estudios de manera igualmente predictiva para la medicina personalizada», afirmó Taylor. «Si intentas utilizar los resultados de un estudio que utiliza sólo individuos europeos para predecir la expresión genética en individuos de una población subrepresentada, como los del sur de Asia, tus resultados no serán muy confiables».
Todavía existen lagunas importantes. El conjunto de datos de 1000 Genomas no incluye muchos grupos de Oriente Medio, Australia y las islas del Pacífico, y tiene muestras limitadas de América y África.
«El campo está empezando a avanzar en esta apasionante dirección de incluir individuos diversos en los estudios genéticos humanos», dijo Taylor. «Nuestra investigación es una prueba de concepto para otros científicos. Estamos demostrando que realmente podemos hacer esto, y debemos hacerlo, y es valioso».
Otros autores de Johns Hopkins incluyen a Surya B. Chhetri, becario postdoctoral en ingeniería biomédica; michael g. Tasia, Arjun Biddanda y Stephanie M. Yan, becarios posdoctorales en biología; Genevieve Wojcik, profesora asistente de epidemiología; y Alexis Battle, profesora de ingeniería biomédica.
La investigación fue apoyada por el premio NIH/NIGMS R35GM133747, el premio NIH/NHGRI F31HG012900, el premio NIH/NHGRI F31HG012495, el premio NIH/NIGMS R35GM139580 y el premio NIH 4OD03 OT20.
