"The Genome Generation"

El descubrimiento de la estructura en doble hélice del ADN en 1953 así que la existencia del código genético en 1961, permitieron elucidar dos importantes características de esta molécula: la complementariedad de las cadenas que la componen responsable de la alta fidelidad durante el proceso de replicación del material genético; y la naturaleza digital de su composición en bases nucleicas que gracias a combinaciones precisas definen el código genético de las proteínas, las maquinas moleculares de la vida.

Los primeros esfuerzos para desvelar el codigo digital que compone un organismo llegaron a dar sus primeros resultados en los años setenta con la secuenciación del primer genoma completo: el del bacteriofago Fx174 compuesto de un total de 5000 pares de bases. Las siguientes décadas dieron lugar a lo que actualmente conocemos como “the genomic era”, debido a la secuenciación del genoma de organismos tales que Eschericia Coli (Septiembre 1997), Saccharomyces cerevisiae (Mayo 1997), Caenorhabditis Elegans (Diciembre 1998), Drosophila melanogaster (marzo 2000), Arabidopsis Thaliana (Diciembre 2000) así que Homo Sapiens (Febrero 2001). Estos eventos representan el comienzo de una nueva era en el mundo de la Biología, de la medicina, y porque no decir simplemente en el mundo en general.Esta transición de era es debida a la capacidad que los genomas secuenciados nos proporcionan de poder estudiar procesos biológicos como un conjunto de coordinados eventos responsables de mantener el funcionamiento propicio de la célula.

Una de las consecuencias directas de la era genómica fue la de desarrollar útiles tecnológicos capaces de poder interrogar el contenido del código digital que componen los genomas secuenciados. Es así que ya en 1995 el concepto de “DNA biochips” (conocidos también como “DNA arrays”) fue descrito por la primera vez como una metodología capaz de utilizar la complementariedad de las cadenas de ADN combinada a la información proveniente de los genomas secuenciados afín de poder estudiar sistemas biológicos desde un punto de vista global del contenido del genoma que los componen. Estos micro arreglos de miles de moléculas de ADN fijados de forma estable en una superficie sólida representando asi el contenido digital completo del genoma en cuestión, permitieron por ejemplo en 2006 la caracterización de programa completo de transcripción en S. cerevisiae y desde entonces esta metodología, conocida como transcriptomica, permite el estudio de eventos de transcripción desde un punto de vista global en muchos otros organismos incluidos los seres humanos.

La combinación de esta tecnología con metodologías de immunoprecipitacion de la cromatina permitió además el estudio de eventos de interacción entre proteínas y el ADN a nivel genómico. Esta tecnica conocida como ChIP-chip (de las siglas en ingles Chromatin Immuno Precipitacion on DNA biochips) permitieron desde entonces la caracterización de sitios de interacción entre el ADN y proteínas tales que factores de transcripción, Proteínas responsables de eventos de la replicación del material genético, pero también otros factores estructurales tales que Histones, Cohesinas, condensitas, etc.

En estos últimos años un nuevo salto tecnológico tuvo lugar; hago referencia a la llegada de maquinarias de secuenciación de “segunda generación” capaces de leer 1 billón de bases nucleotidas en horas de trabajo en un solo laboratorio equipado de esta tecnología, en contraste con la necesidad de contar con el esfuerzo de decenas de laboratorios, así que de años enteros para el mismo resultado. Prueba del esfuerzo que representaba este tipo de proeza en finales de los noventa, podríamos recordar la celebración que tuvo lugar el 23 de noviembre 1999 afín de conmemorar la secuenciación de un tercio del genoma humano por el consorcio publico internacional, a saber exactamente 1 billón de bases secuenciadas con la tecnología de la época. Estos aparatos de segunda generación son actualmente utilizados no solamente a fines de decodificación de nuevos genomas, pero también a aplicaciones conocidas anteriormente como la transcriptomica así que el estudio de interacción de proteínas con el ADN (conocida actualmente con el nombre de RNA-seq y ChIP-seq respectivamente en el caso de la utilización de esta nueva tecnología de secuenciación).

Todo parece indicar que estamos en el principio de una era postgenómica ya que aparatos de secuenciación de tercera generación capaces de mejorar el rendimiento de decodificación y por consecuencia el de disminuir los costos de forma significativa ya se encuentran en las ultimas etapas de evaluación. Es así que el costo de secuenciación del genoma humano por el consorcio internacional fue de 3 billones de dólares americanos, pero con la tecnología de segunda generación el costo actual es de 50000 dólares. El objetivo actual es el de alcanzar la cifra mágica de 1000 dólares por genoma humano, costo que parece concordar con la capacidad de secuenciación de los aparatos de tercera generación. A este costo se espera que la secuenciación de genomas deje de ser parte exclusiva de los laboratorios de investigación para formar parte importante de la medicina del siglo 21. Como podrán ver mis queridos lectores, nuestros hijos formaran parte de lo que se empieza a llamar actualmente como la generación Genoma “The Genome Generation”.