Proyecto Genoma Humano

El Proyecto Genoma Humano ( PGH ) fue un proyecto internacional de investigación científica con el objetivo de determinar los pares de bases que componen el ADN humano , e identificar, mapear y secuenciar todos los genes del genoma humano desde un punto de vista tanto físico como funcional. Comenzó en 1990 y se completó en 2003. ^{[ 1 ]} Fue el proyecto biológico colaborativo más grande del mundo. ^{[ 2 ]} La planificación del proyecto comenzó en 1984 por el gobierno de EE . UU ., y se lanzó oficialmente en 1990. Se declaró completo el 14 de abril de 2003 e incluía aproximadamente el 92 % del genoma. ^{[ 3 ]} El nivel de "genoma completo" se alcanzó en mayo de 2021, con solo el 0,3 % de las bases cubiertas por problemas potenciales. ^{[ 4 ] [ 5 ]} La secuencia completa sin huecos que contiene 22 autosomas y el cromosoma X se publicó en enero de 2022, convirtiéndose en el primer genoma humano completamente secuenciado. ^{[ 6 ] [ 7 ]} La secuencia completa del cromosoma Y se publicó recién en agosto de 2023 debido a las dificultades con la secuenciación y el ensamblaje, causadas por su naturaleza altamente repetitiva. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

La financiación provino del gobierno de los Estados Unidos a través de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), así como de numerosos otros grupos de todo el mundo. Un proyecto paralelo fue llevado a cabo fuera del gobierno por la Corporación Celera , o Celera Genomics, que se lanzó formalmente en 1998. La mayor parte de la secuenciación patrocinada por el gobierno se realizó en veinte universidades y centros de investigación en los Estados Unidos, el Reino Unido, Japón, Francia, Alemania y China, ^{[ 10 ]} trabajando en el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma Humano (IHGSC).

El Proyecto Genoma Humano se propuso originalmente mapear el conjunto completo de nucleótidos contenidos en un genoma de referencia haploide humano , del cual existen más de tres mil millones. El genoma de cada individuo es único; el mapeo del genoma humano implicó secuenciar muestras recolectadas de un pequeño número de individuos y luego ensamblar los fragmentos secuenciados para obtener una secuencia completa para cada uno de los 23 pares de cromosomas humanos (22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales, conocidos como alosomas). Por lo tanto, el genoma humano final es un mosaico, que no representa a ningún individuo en particular. Gran parte de la utilidad del proyecto radica en el hecho de que la gran mayoría del genoma humano es la misma en todos los seres humanos.

El Proyecto Genoma Humano fue un proyecto financiado con fondos públicos de 13 años de duración, iniciado en 1990 con el objetivo de determinar la secuencia de ADN de todo el genoma humano eucromático en 13 años. ^{[ 11 ] [ 12 ]} La idea de que conjuntos de genes heredados predijeran el concepto de mapear un gen de enfermedad a una región cromosómica se originó en el trabajo de Ronald Fisher , a quien también se le atribuye el inicio posterior del proyecto. ^{[ 13 ]} En 1977, Walter Gilbert , Frederick Sanger y Paul Berg inventaron estos métodos de secuenciación de ADN. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

En mayo de 1985, Robert L. Sinsheimer organizó un taller en la Universidad de California, Santa Cruz , para discutir la viabilidad de construir un genoma de referencia sistemático utilizando tecnologías de secuenciación genética. ^{[ 16 ]} Gilbert escribió el primer plan para lo que llamó el Instituto del Genoma Humano en el vuelo de regreso del taller. ^{[ 17 ]} En marzo de 1986, el Taller de Santa Fe fue organizado por Charles DeLisi y David Smith de la Oficina de Investigación Ambiental y de Salud (OHER) del Departamento de Energía . ^{[ 18 ]} Al mismo tiempo, Renato Dulbecco , presidente del Instituto Salk de Estudios Biológicos , propuso por primera vez el concepto de secuenciación del genoma completo en un ensayo en Science . ^{[ 19 ]} El trabajo publicado, titulado "Un punto de inflexión en la investigación del cáncer: secuenciando el genoma humano", fue una abreviación de la propuesta original de usar la secuencia para comprender la base genética del cáncer de mama. ^{[ 20 ]} James Watson , uno de los descubridores de la estructura de doble hélice del ADN en la década de 1950, organizó dos meses después un taller en el Laboratorio Cold Spring Harbor. Así, la idea de obtener una secuencia de referencia tuvo tres orígenes independientes: Sinsheimer, Dulbecco y DeLisi. En última instancia, fueron las acciones de DeLisi las que impulsaron el proyecto. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

El hecho de que el Taller de Santa Fe estuviera motivado y respaldado por una agencia federal abrió un camino, aunque difícil y tortuoso, ^{[ 25 ]} para convertir la idea en política pública en los Estados Unidos. En un memorando al Subsecretario de Investigación Energética Alvin Trivelpiece , el entonces Director de la OHER, Charles DeLisi, esbozó un plan general para el proyecto. ^{[ 26 ]} Esto inició una larga y compleja cadena de eventos que condujo a la aprobación de la reprogramación de fondos que permitió a la OHER lanzar el proyecto en 1986 y recomendar la primera partida para el HGP, que se incluyó en la propuesta presupuestaria del Presidente Reagan de 1988, ^{[ 25 ]} y finalmente fue aprobada por el Congreso. De particular importancia en la aprobación del Congreso fue la defensa del Senador de Nuevo México Pete Domenici , con quien DeLisi había entablado amistad. ^{[ 27 ]} Domenici presidía el Comité de Energía y Recursos Naturales del Senado, así como el Comité de Presupuesto, ambos claves en el proceso presupuestario del DOE. El Congreso añadió una cantidad comparable al presupuesto de los NIH, dando así comienzo a la financiación oficial por parte de ambas agencias.

Trivelpiece solicitó y obtuvo la aprobación de la propuesta de DeLisi por parte del subsecretario William Flynn Martin . Este cuadro ^{[ 28 ]} fue utilizado por Trivelpiece en la primavera de 1986 para informar a Martin y al subsecretario Joseph Salgado sobre su intención de reasignar 4  millones de dólares para iniciar el proyecto con la aprobación de John S. Herrington . ^{[ 29 ]} Esta reasignación fue seguida por un presupuesto de 13  millones de dólares en la presentación presupuestaria de la administración Reagan al Congreso en 1987. ^{[ 18 ]} Posteriormente fue aprobado por ambas cámaras. Se planeó que el proyecto se completara en 15 años. ^{[ 30 ]}

En 1990, las dos principales agencias de financiación, el DOE y los Institutos Nacionales de Salud , desarrollaron un memorando de entendimiento para coordinar los planes y establecer el cronograma para el inicio del Proyecto en 1990. ^{[ 31 ]} En ese momento, David J. Galas era Director de la renombrada "Oficina de Investigación Biológica y Ambiental" en la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los EE. UU. y James Watson dirigía el Programa del Genoma de los NIH. En 1993, Aristides Patrinos sucedió a Galas y Francis Collins sucedió a Watson, asumiendo el rol de Jefe general del Proyecto como Director del Centro Nacional de Investigación del Genoma Humano de los NIH (que más tarde se convertiría en el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano ). Un borrador de trabajo del genoma se anunció en 2000 y los artículos que lo describían se publicaron en febrero de 2001. Un borrador más completo se publicó en 2003, y el trabajo de "finalización" del genoma continuó durante más de una década después de eso.

El  proyecto de 3 mil millones de dólares fue fundado formalmente en 1990 por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y los Institutos Nacionales de Salud, y se esperaba que durara 15 años. ^{[ 32 ]} Además de los Estados Unidos, el consorcio internacional estaba compuesto por genetistas del Reino Unido, Francia, Australia, China y muchas otras relaciones espontáneas. ^{[ 33 ]} El proyecto terminó costando menos de lo esperado, alrededor de 2.7  mil millones de dólares (equivalente a unos 5  mil millones de dólares en 2021). ^{[ 10 ] [ 34 ] [ 35 ]} La mayor parte del genoma se mapeó en un lapso de dos años. ^{[ 36 ]}

Dos tecnologías hicieron posible el proyecto: el mapeo genético y la secuenciación de ADN . La técnica de mapeo genético de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) surgió de la búsqueda de la ubicación del gen del cáncer de mama por Mark Skolnick de la Universidad de Utah, ^{[ 37 ]} que comenzó en 1974. ^{[ 38 ]} Al observar un marcador de ligamiento para el gen, en colaboración con David Botstein , Ray White y Ron Davis concibieron una forma de construir un mapa de ligamiento genético del genoma humano. Esto permitió a los científicos iniciar el esfuerzo más amplio del genoma humano. ^{[ 39 ]}

Debido a la amplia cooperación internacional y los avances en el campo de la genómica (especialmente en el análisis de secuencias ), así como a los avances paralelos en la tecnología informática, se terminó un "borrador" del genoma en 2000 (anunciado conjuntamente por el presidente estadounidense Bill Clinton y el primer ministro británico Tony Blair el 26 de junio de 2000). ^{[ 40 ] [ 41 ]} Este primer ensamblaje de borrador del genoma disponible fue completado por el Grupo de Bioinformática Genómica de la Universidad de California, Santa Cruz , dirigido principalmente por el entonces estudiante de posgrado Jim Kent y su asesor David Haussler . ^{[ 42 ]} La secuenciación en curso condujo al anuncio del genoma prácticamente completo el 14 de abril de 2003, dos años antes de lo previsto. ^{[ 43 ] [ 44 ]} En mayo de 2006, se alcanzó otro hito en el camino hacia la finalización del proyecto cuando se publicó la secuencia del último cromosoma en Nature . ^{[ 45 ]}

Las diversas instituciones, empresas y laboratorios que participaron en el Proyecto Genoma Humano se enumeran a continuación, según los NIH : ^{[ 10 ]}

Cabe destacar que el proyecto no logró secuenciar todo el ADN presente en las células humanas ; su objetivo era secuenciar únicamente las regiones eucromáticas del genoma nuclear, que constituyen el 92,1 % del genoma humano. El 7,9 % restante se encuentra en regiones heterocromáticas dispersas , como las que se hallan en los centrómeros y telómeros . Estas regiones, por su naturaleza, suelen ser más difíciles de secuenciar, por lo que no se incluyeron en los planes originales del proyecto. ^{[ 46 ]}

El Proyecto Genoma Humano (PGH) se declaró finalizado en abril de 2003. Un borrador inicial del genoma humano estuvo disponible en junio de 2000 y, para febrero de 2001, se había completado y publicado un borrador de trabajo, seguido del mapeo de secuenciación final del genoma humano el 14 de abril de 2003. Si bien se informó que este cubría el 99 % del genoma humano eucromático con una precisión del 99,99 %, una importante evaluación de calidad de la secuencia del genoma humano se publicó el 27 de mayo de 2004, indicando que más del 92 % del muestreo superaba la precisión del 99,99 %, lo cual estaba dentro del objetivo previsto. ^{[ 47 ]}

En marzo de 2009, el Consorcio de Referencia del Genoma (GRC) publicó una versión más precisa del genoma humano, pero aún quedaban más de 300 huecos, ^{[ 48 ]} mientras que en 2015 seguían existiendo 160 de esos huecos . ^{[ 49 ]}

Aunque en mayo de 2020 el GRC informó de 79 huecos "sin resolver", ^{[ 50 ]} que representan hasta el 5% del genoma humano, ^{[ 51 ]} meses después, la aplicación de nuevas técnicas de secuenciación de largo alcance y una línea celular derivada de la mola hidatiforme en la que ambas copias de cada cromosoma son idénticas condujo a la primera secuencia verdaderamente completa de telómero a telómero de un cromosoma humano, el cromosoma X. ^{[ 52 ]} De manera similar, una secuencia completa de extremo a extremo del cromosoma autosómico humano 8 siguió varios meses después. ^{[ 53 ]}

En abril de 2022, el consorcio Telómero a Telómero ( T2T ) publicó una secuencia completa de los cromosomas distintos del cromosoma Y , destacando el 8% del genoma humano que el HGP no había secuenciado. ^{[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]} El consorcio T2T luego utilizó esta secuencia genómica recién completada ^{[ 58 ]} como referencia para identificar más de 2 millones de variantes genómicas adicionales. ^{[ 59 ]} En agosto de 2023, Rhie et al. informaron la secuenciación exitosa de las regiones previamente faltantes del cromosoma Y, logrando la secuenciación completa de los 24 cromosomas humanos. ^{[ 60 ] [ 61 ]} El cromosoma Y fue el último cromosoma en ser secuenciado completamente debido a su gran proporción de elementos repetitivos que conforman alrededor de 30 millones de pares de bases, lo que equivale a aproximadamente la mitad de la longitud total del cromosoma. ^{[ 62 ]}

La secuenciación del genoma humano ofrece beneficios para numerosos campos, desde la medicina molecular hasta la evolución humana . El Proyecto Genoma Humano, mediante la secuenciación del ADN, permite a los investigadores comprender enfermedades como: la genotipificación de virus específicos para dirigir el tratamiento adecuado; la identificación de mutaciones vinculadas a diferentes tipos de cáncer; el diseño de medicamentos y una predicción más precisa de sus efectos; el avance en las ciencias forenses aplicadas; los biocombustibles y otras aplicaciones energéticas; la agricultura, la ganadería y el bioprocesamiento ; la evaluación de riesgos ; la bioarqueología , la antropología y la evolución . La secuencia del ADN se almacena en bases de datos accesibles a cualquier persona en Internet. El Centro Nacional de Información Biotecnológica de EE. UU. (y organizaciones similares en Europa y Japón) alberga la secuencia genética en una base de datos conocida como GenBank , junto con secuencias de genes y proteínas conocidos e hipotéticos. Otras organizaciones, como el Navegador Genómico UCSC de la Universidad de California, Santa Cruz, ^{[ 63 ]} y Ensembl ^{[ 64 ],} presentan datos y anotaciones adicionales, así como potentes herramientas para su visualización y búsqueda. Se han desarrollado programas informáticos para analizar los datos, ya que estos son difíciles de interpretar sin ellos. En general, los avances en la tecnología de secuenciación del genoma han seguido la Ley de Moore , un concepto de la informática que establece que los circuitos integrados pueden aumentar su complejidad a un ritmo exponencial. ^{[ 65 ]} Esto significa que la velocidad a la que se pueden secuenciar genomas completos puede aumentar a un ritmo similar, como se observó durante el desarrollo del Proyecto Genoma Humano. En 2023, el récord de velocidad para secuenciar un genoma era de aproximadamente cinco horas; sin embargo, lo más frecuente es que se necesiten semanas. ^{[ 36 ]}

El proceso de identificar los límites entre genes y otras características en una secuencia de ADN cruda se denomina anotación genómica y pertenece al ámbito de la bioinformática . Si bien los biólogos expertos son los mejores anotadores, su trabajo avanza lentamente, y cada vez se utilizan más programas informáticos para satisfacer las exigencias de alto rendimiento de los proyectos de secuenciación genómica. A partir de 2008, se introdujo una nueva tecnología conocida como RNA-seq que permitió a los científicos secuenciar directamente el ARN mensajero en las células. Esto reemplazó los métodos de anotación anteriores, que se basaban en las propiedades inherentes de la secuencia de ADN, con una medición directa, mucho más precisa. Hoy en día, la anotación del genoma humano y de otros genomas se basa principalmente en la secuenciación profunda de los transcritos en todos los tejidos humanos mediante RNA-seq. Estos experimentos han revelado que más del 90 % de los genes contienen al menos una, y generalmente varias, variantes de empalme alternativas, en las que los exones se combinan de diferentes maneras para producir dos o más productos génicos a partir del mismo locus. ^{[ 66 ]}

El genoma publicado por el Proyecto Genoma Humano (PGH) no representa la secuencia del genoma de cada individuo. Es el mosaico combinado de un pequeño número de donantes anónimos, de ascendencia africana, europea y del este de Asia. El genoma del PGH sirve de base para futuros trabajos que permitan identificar diferencias entre individuos. Proyectos posteriores secuenciaron los genomas de múltiples grupos étnicos distintos, aunque a fecha de 2019 todavía solo existe un «genoma de referencia». ^{[ 67 ]}

Logros

El genoma humano tiene aproximadamente 3.100  millones de pares de bases . ^{[ 74 ]} El Proyecto Genoma Humano se inició en 1990 con el objetivo de secuenciar e identificar todos los pares de bases del conjunto de instrucciones genéticas humanas, encontrar las raíces genéticas de las enfermedades y luego desarrollar tratamientos. Se considera un megaproyecto .

El genoma se dividió en fragmentos más pequeños, de aproximadamente 150 000 pares de bases de longitud. ^{[ 75 ]} Estos fragmentos se ligaron a un tipo de vector conocido como " cromosomas artificiales bacterianos " o BAC, que se derivan de cromosomas bacterianos modificados genéticamente. Los vectores que contienen los genes se pueden insertar en bacterias, donde son copiados por la maquinaria de replicación del ADN bacteriano . Cada uno de estos fragmentos se secuenció por separado como un pequeño proyecto de " secuenciación aleatoria " y luego se ensambló. Los fragmentos más grandes, de 150 000 pares de bases, se unen para crear cromosomas. Esto se conoce como el enfoque de " secuenciación aleatoria jerárquica ", porque el genoma se divide primero en fragmentos relativamente grandes, que luego se asignan a cromosomas antes de ser seleccionados para su secuenciación. ^{[ 76 ] [ 77 ]}

La financiación provino del gobierno estadounidense a través de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos y de una organización benéfica británica, el Wellcome Trust , así como de numerosos otros grupos de todo el mundo. Los fondos apoyaron varios centros de secuenciación importantes, incluidos los del Instituto Whitehead , el Instituto Wellcome Sanger (entonces llamado Centro Sanger) ubicado en el Wellcome Genome Campus , la Universidad de Washington en San Luis y el Baylor College of Medicine . ^{[ 32 ] [ 78 ]}

La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) sirvió como un canal importante para la participación de los países en desarrollo en el Proyecto Genoma Humano. ^{[ 79 ]}

En 1998, el investigador estadounidense Craig Venter y su empresa Celera Genomics lanzaron una búsqueda similar, financiada con fondos privados . Venter era científico en los NIH a principios de la década de 1990, cuando se inició el proyecto. El  esfuerzo de Celera, de 300 millones de dólares, tenía como objetivo avanzar a un ritmo más rápido y a una fracción del costo del proyecto financiado con fondos públicos,  que ascendía a aproximadamente 3 mil millones de dólares . Mientras que el proyecto Celera centró sus esfuerzos en la secuenciación de producción y el ensamblaje del genoma humano, el HGP público también financió el mapeo y la secuenciación de los genomas del gusano , la mosca y la levadura , la financiación de bases de datos, el desarrollo de nuevas tecnologías, el apoyo a programas de bioinformática y ética, así como el refinamiento y la evaluación del ensamblaje del genoma. ^{[ 80 ]} Tanto el enfoque de Celera como el público gastaron aproximadamente 250 millones de dólares en el esfuerzo de secuenciación de producción. ^{[ 81 ]} Para el ensamblaje de secuencias, Celera utilizó mapas disponibles públicamente en GenBank , que Celera era capaz de generar, pero cuya disponibilidad era "beneficiosa" para el proyecto financiado con fondos privados. ^{[ 70 ]} 

Celera utilizó una técnica llamada secuenciación de escopeta de genoma completo , empleando secuenciación de extremos por pares , ^{[ 82 ]} que se había utilizado para secuenciar genomas bacterianos de hasta seis millones de pares de bases de longitud, pero no para nada tan grande como el genoma humano de tres mil millones de pares de bases.

Celera anunció inicialmente que solicitaría protección de patente para "solo 200-300" genes, pero posteriormente modificó su propuesta para buscar "protección de propiedad intelectual" sobre "estructuras importantes completamente caracterizadas", que abarcaban entre 100 y 300 objetivos. Finalmente, la empresa presentó solicitudes de patente preliminares ("de marcador de posición") para 6500 genes completos o parciales. Celera también se comprometió a publicar sus hallazgos de acuerdo con los términos de la " Declaración de Bermuda " de 1996, mediante la publicación anual de nuevos datos (el Proyecto Genoma Humano publicaba sus nuevos datos diariamente), aunque, a diferencia del proyecto financiado con fondos públicos, no permitiría la redistribución gratuita ni el uso científico de los datos. Por este motivo, los competidores financiados con fondos públicos se vieron obligados a publicar el primer borrador del genoma humano antes que Celera. El 7 de julio de 2000, el Grupo de Bioinformática Genómica de la UCSC publicó el primer borrador de trabajo en la web. La comunidad científica descargó aproximadamente 500  GB de información del servidor del genoma de la UCSC en las primeras 24 horas de acceso libre e irrestricto. ^{[ 83 ]}

En marzo de 2000, el presidente Bill Clinton , junto con el primer ministro Tony Blair, en una declaración conjunta, instaron a que todos los investigadores que desearan estudiar la secuencia tuvieran "acceso sin restricciones" a la secuencia del genoma. ^{[ 84 ]} La declaración provocó una caída en picado de las acciones de Celera y arrastró al Nasdaq, un índice con gran peso del sector biotecnológico . El sector biotecnológico perdió alrededor de 50 mil millones de dólares en capitalización de mercado en dos días. 

Aunque el borrador de trabajo se anunció en junio de 2000, no fue hasta febrero de 2001 que Celera y los científicos del HGP publicaron detalles de sus borradores. Los números especiales de Nature (que publicó el artículo científico del proyecto financiado con fondos públicos ) ^{[ 70 ]} describieron los métodos utilizados para producir la secuencia del borrador y ofrecieron un análisis de la misma. Estos borradores cubrían aproximadamente el 83 % del genoma (el 90 % de las regiones eucromáticas con 150 000 huecos y el orden y la orientación de muchos segmentos aún no establecidos). En febrero de 2001, en el momento de las publicaciones conjuntas, los comunicados de prensa anunciaron que el proyecto había sido completado por ambos grupos. En 2003 y 2005 se anunciaron borradores mejorados, que actualmente cubren aproximadamente el 92 % de la secuencia. ^{[ 85 ]}

En el Proyecto Genoma Humano ( PGH) del sector público del Consorcio Internacional para la Secuenciación del Genoma Humano (IHGSC) , los investigadores recolectaron muestras de sangre (mujeres) o semen (hombres) de un gran número de donantes. Solo unas pocas de las muchas muestras recolectadas se procesaron como recursos de ADN. De esta manera, se protegió la identidad de los donantes, de modo que ni los donantes ni los científicos podían saber a quién pertenecía el ADN secuenciado. Se utilizaron clones de ADN tomados de muchas bibliotecas diferentes en el proyecto general, la mayoría de las cuales fueron creadas por Pieter J. de Jong. Gran parte de la secuencia (>70%) del genoma de referencia producido por el PGH público provino de un único donante masculino anónimo de Buffalo, Nueva York ( nombre en clave RP11; "RP" se refiere al Centro Oncológico Integral Roswell Park ). ^{[ 86 ] [ 87 ]}

Los científicos del Proyecto Genoma Humano (PGH) utilizaron glóbulos blancos de la sangre de dos donantes masculinos y dos femeninos (seleccionados aleatoriamente de un total de 20 de cada uno), lo que proporcionó una biblioteca de ADN independiente para cada donante. Una de estas bibliotecas (RP11) se utilizó considerablemente más que las demás, debido a consideraciones de calidad. Un pequeño problema técnico es que las muestras masculinas contienen poco más de la mitad de ADN de los cromosomas sexuales (un cromosoma X y un cromosoma Y ) en comparación con las muestras femeninas (que contienen dos cromosomas X). Los otros 22 cromosomas (los autosomas) son iguales para ambos sexos.

Aunque la fase principal de secuenciación del Proyecto Genoma Humano (PGH) ya se ha completado, los estudios de variación del ADN continuaron en el Proyecto Internacional HapMap , cuyo objetivo era identificar patrones de grupos de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) (denominados haplotipos o "haps"). Las muestras de ADN para el HapMap procedían de un total de 270 individuos: personas yoruba en Ibadan , Nigeria; personas japonesas en Tokio; personas chinas Han en Pekín; y el recurso del Centro Francés de Estudio del Polimorfismo Humano (CEPH), que consistía en residentes de los Estados Unidos con ascendencia de Europa Occidental y Septentrional.

En el proyecto del sector privado Celera Genomics , se utilizó ADN de cinco individuos diferentes para la secuenciación. El científico principal de Celera Genomics en ese momento, Craig Venter, reconoció posteriormente (en una carta pública a la revista Science ) que su ADN era una de las 21 muestras del conjunto, de las cuales se seleccionaron cinco para su uso. ^{[ 88 ] [ 89 ]}

Con la secuencia en mano, el siguiente paso fue identificar las variantes genéticas que aumentan el riesgo de enfermedades comunes como el cáncer y la diabetes. ^{[ 31 ] [ 75 ]}

Se prevé que el conocimiento detallado del genoma humano abrirá nuevas vías para los avances en medicina y biotecnología . Los resultados prácticos del proyecto surgieron incluso antes de su finalización. Por ejemplo, varias empresas, como Myriad Genetics , comenzaron a ofrecer métodos sencillos para administrar pruebas genéticas que pueden mostrar la predisposición a diversas enfermedades, como el cáncer de mama, trastornos de la hemostasia , fibrosis quística , enfermedades hepáticas y muchas otras. Asimismo, se considera probable que las etiologías del cáncer, la enfermedad de Alzheimer y otras áreas de interés clínico se beneficien de la información genómica y posiblemente conduzcan a largo plazo a avances significativos en su tratamiento. ^{[ 90 ] [ 91 ]}

También existen muchos beneficios tangibles para los biólogos. Por ejemplo, un investigador que estudia una forma específica de cáncer puede haber acotado su búsqueda a un gen en particular. Al consultar la base de datos del genoma humano en internet, este investigador puede examinar lo que otros científicos han escrito sobre este gen, incluyendo (potencialmente) la estructura tridimensional de su producto, sus funciones, sus relaciones evolutivas con otros genes humanos o con genes de ratones, levaduras o moscas de la fruta, posibles mutaciones perjudiciales, interacciones con otros genes, tejidos corporales en los que se activa este gen y enfermedades asociadas con este gen u otros tipos de datos. Además, una comprensión más profunda de los procesos de la enfermedad a nivel de biología molecular puede determinar nuevos procedimientos terapéuticos. Dada la importancia establecida del ADN en la biología molecular y su papel central en la determinación del funcionamiento fundamental de los procesos celulares , es probable que un mayor conocimiento en esta área facilite avances médicos en numerosas áreas de interés clínico que no habrían sido posibles sin ellos. ^{[ 92 ]}

El análisis de las similitudes entre secuencias de ADN de diferentes organismos también está abriendo nuevas vías en el estudio de la evolución . En muchos casos, las cuestiones evolutivas ahora pueden plantearse en términos de biología molecular ; de hecho, muchos hitos evolutivos importantes (la aparición del ribosoma y los orgánulos , el desarrollo de embriones con planes corporales, el sistema inmunitario de los vertebrados ) pueden relacionarse a nivel molecular. Se espera que los datos de este proyecto aclaren muchas cuestiones sobre las similitudes y diferencias entre los humanos y sus parientes más cercanos (los primates y, de hecho, los demás mamíferos ). ^{[ 90 ] [ 93 ]}

El proyecto inspiró y allanó el camino para el trabajo genómico en otros campos, como la agricultura. Por ejemplo, al estudiar la composición genética de Tritium aestivum , el trigo panificable más utilizado en el mundo, se ha obtenido una gran comprensión de cómo la domesticación ha impactado la evolución de la planta. ^{[ 94 ]} Se está investigando qué loci son más susceptibles a la manipulación y cómo esto se manifiesta en términos evolutivos. La secuenciación genética ha permitido abordar estas cuestiones por primera vez, ya que se pueden comparar loci específicos en cepas silvestres y domesticadas de la planta. Esto permitirá avances en la modificación genética en el futuro, lo que podría dar lugar a cultivos de trigo más sanos y resistentes a las enfermedades, entre otras cosas.

El proyecto también propició el surgimiento de la biología de sistemas, donde los investigadores analizan redes de genes y proteínas en lugar de genes individuales de forma aislada. En este contexto, científicos como Anton Yuryev han contribuido al desarrollo de modelos computacionales y herramientas de análisis de vías metabólicas que integran datos genómicos con interacciones biológicas conocidas. Este trabajo ha respaldado la identificación de redes reguladoras, vías de señalización y posibles dianas farmacológicas. ^{[ 95 ]}

Al inicio del Proyecto Genoma Humano, se plantearon diversas preocupaciones éticas, legales y sociales sobre cómo el mayor conocimiento del genoma humano podría utilizarse para discriminar a las personas . Una de las principales preocupaciones de la mayoría de las personas era el temor de que tanto los empleadores como las compañías de seguros de salud se negaran a contratar o a proporcionar cobertura médica debido a un problema de salud indicado por los genes de una persona. ^{[ 96 ]} En 1996, Estados Unidos aprobó la Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico (HIPAA), que protege contra la divulgación no autorizada y sin consentimiento de información de salud individualmente identificable a cualquier entidad que no participe activamente en la prestación de servicios de atención médica a un paciente. ^{[ 97 ]}

Además de identificar los aproximadamente 20 000–25 000 genes del genoma humano (estimados entre 80 000 y 140 000 al inicio del proyecto), el Proyecto Genoma Humano también buscó abordar las cuestiones éticas, legales y sociales que surgieron con su puesta en marcha. ^{[ 98 ]} Para ello, se fundó en 1990 el programa de Implicaciones Éticas, Legales y Sociales (ELSI, por sus siglas en inglés). El cinco por ciento del presupuesto anual se destinó a abordar las ELSI derivadas del proyecto. ^{[ 32 ] [ 99 ]} Este presupuesto comenzó en aproximadamente 1,57  millones de dólares en 1990, pero aumentó a aproximadamente 18  millones de dólares en 2014. ^{[ 100 ]} El programa ELSI fue una innovación novedosa en la política científica que inspiró tanto críticas como imitaciones que trascendieron con creces la genómica. ^{[ 101 ]}

Si bien el proyecto puede ofrecer beneficios significativos para la medicina y la investigación científica, algunos autores han enfatizado la necesidad de abordar las posibles consecuencias sociales del mapeo del genoma humano. El historiador de la ciencia Hans-Jörg Rheinberger escribió que «la perspectiva de "molecularizar" las enfermedades y su posible cura tendrá un profundo impacto en lo que los pacientes esperan de la ayuda médica y en la percepción que una nueva generación de médicos tiene de la enfermedad». ^{[ 102 ]} Stephen Hilgartner realizó un estudio sociológico del proyecto del genoma en el que argumenta que este proyecto produjo nuevas formas de controlar la información científica mediante la creación de nuevos «regímenes de control del conocimiento». ^{[ 103 ]}

En julio de 2024, una investigación de Undark Magazine ^{[ 104 ]} , publicada conjuntamente con STAT News ^{[ 105 ],} reveló por primera vez varias faltas éticas cometidas por los científicos que lideraban el Proyecto Genoma Humano. La principal de ellas fue el uso de aproximadamente el 75 % del ADN de un solo donante en la construcción del genoma de referencia, a pesar de los formularios de consentimiento informado, proporcionados a cada uno de los 20 donantes anónimos participantes, que indicaban que no se utilizaría más del 10 % del ADN de ningún donante. Alrededor del 10 % del genoma de referencia pertenecía a uno de los científicos principales del proyecto, Pieter De Jong. ^{[ 104 ]}

• Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) . El NHGRI lideró la contribución de los Institutos Nacionales de Salud al Proyecto Genoma Humano Internacional. Este proyecto, cuyo objetivo principal era la secuenciación de los tres mil millones de pares de bases que componen el genoma humano, se completó con éxito en abril de 2003.
• Noticias del Genoma Humano . Publicado entre 1989 y 2002 por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, este boletín fue un importante medio de comunicación para la coordinación del Proyecto Genoma Humano. El archivo completo está disponible en línea.
• Las páginas de información del HGP son el portal del Departamento de Energía para el Proyecto Genoma Humano internacional, el Programa del Genoma Microbiano y la biología de sistemas Genomics:GTL para la energía y el medio ambiente.
• yourgenome.org: Las páginas de información pública del Instituto Sanger ofrecen introducciones generales y detalladas sobre el ADN, los genes y los genomas, el Proyecto Genoma Humano y artículos destacados sobre ciencia.
• El proyecto Ensembl es un sistema automatizado de anotación y un navegador para el genoma humano.
• Navegador de genomas de UCSC : Este sitio contiene la secuencia de referencia y los borradores de ensamblaje de una amplia colección de genomas. También proporciona un portal al proyecto ENCODE.
• El portal del genoma humano de la revista Nature , que incluye el artículo del Proyecto Genoma Humano sobre la secuencia del genoma borrador.
• Sitio web del Genoma Humano de Wellcome Trust: Un recurso gratuito que te permite explorar el genoma humano, tu salud y tu futuro.
• Aprendiendo sobre el genoma humano. Parte 1: Un desafío para los educadores científicos. ERIC Digest. Archivado el 3 de octubre de 2022 en Wayback Machine.
• Aprendiendo sobre el genoma humano. Parte 2: Recursos para educadores científicos. ERIC Digest. Archivado el 3 de octubre de 2022 en Wayback Machine.
• Patentar la vida, por Merrill Goozner
• Declaración preparada por Craig Venter de Celera. Venter habla sobre los avances de Celera en el desciframiento de la secuencia del genoma humano y su relación con la atención médica y con el Proyecto Genoma Humano, financiado por el gobierno federal.
• El sitio web complementario de Cracking the Code of Life, que acompaña al programa de NOVA de 2 horas que documenta la carrera por descifrar el genoma, incluye el programa completo dividido en 16 partes en formato QuickTime o RealPlayer .
• Biblioteca de Investigación en Bioética. Numerosos documentos originales en la Universidad de Georgetown.
• David J. Galas

Obras por archivo

• Obras del Proyecto Genoma Humano en el Proyecto Gutenberg.
  • El Proyecto Gutenberg aloja textos electrónicos del Proyecto Genoma Humano, titulados « Proyecto Genoma Humano, Número de Cromosoma #» (donde # indica los cromosomas 01–22, X e Y). Esta información corresponde a la secuencia original, publicada en noviembre de 2002. El acceso a las páginas de entrada con enlaces de descarga está disponible a través de « Proyecto Genoma Humano, Número de Cromosoma 01 » para el cromosoma 1, y posteriormente a «Proyecto Genoma Humano, Cromosoma Y» para el cromosoma Y. Cabe destacar que esta secuencia podría no considerarse definitiva debido a las revisiones y mejoras en curso. Además de los archivos de cromosomas, existe un archivo de información complementaria de marzo de 2004 que contiene información adicional sobre la secuencia.
• Obras de o sobre el Proyecto Genoma Humano en el Archivo de Internet