El 2003 els científics del Projecte Genoma Humà van completar la seqüència de l'ADN i van publicar una llista gairebé completa dels 3 mil milions de parells de bases químiques que el conformen. Tot i que la seqüenciació del genoma humà va suposar una fita científica sense precedents, restava fer l'últim gran pas: comprendre'n el funcionament. Ara, una dècada després i gràcies a més de cinc anys d'esforços de 440 investigadors de 32 laboratoris d'arreu del món –entre ells, el Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG) –amb seu al Parc Científic de Barcelona–, el consorci internacional ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) presenta la primera visió holística de com funciona aquesta seqüència. Els descobriments es publiquen alhora en 30 articles científics de lliure accés a les revistes Nature, Genome Biology i Genome Research.

”

Els resultats del projecte ENCODE –coordinat per l’Institut d’Investigació Nacional del Genoma Humà (NHGRI), que forma part dels National Institutes of Health (NIH) dels Estats Units– van demostrar l’èxit del projecte per identificar i caracteritzar els elements funcionals en el genoma humà: els investigadors han trobat que més del 80 per cent de la seqüència del genoma humà està vinculada a la funció biològica i presenta un mapa amb més de 4 milions de regions reguladores on les proteïnes interactuen específicament amb l’ADN; aquestes troballes representen un avanç significatiu en la comprensió dels controls necessaris i complexos en l’expressió de la informació genètica dins d’una cèl·lula.

A més, els resultats posen en relleu l’activitat continua del genoma en el qual les proteïnes rutinàriament activen i desactiven els gens des de llocs que són, de vegades, a grans distàncies dels gens que regulen. També destaca que diferents regions en un cromosoma interactuen entre elles tot i trobar-se allunyades, que les modificacions químiques de l’ADN influeixen en l’expressió de gens, i que diferents formes funcionals d’ARN, ajuden a regular el sistema en el seu conjunt.

“Durant els primers debats sobre el Projecte Genoma Humà, els investigadors van calcular que només un petit percentatge de la seqüència codificava proteïnes, els cavalls de batalla de la cèl·lula” afirma Eric D. Green, director del NHGRI, la institució que ha liderat el projecte ENCODE. “Al principi, alguns científics fins i tot van argumentar que la major part del genoma era ‘escombraries’. ENCODE ara ens fa apreciar molt més el complex ballet molecular que converteix la informació genètica en cèl·lules i organismes vius, i ara podem dir que hi ha molt poc ADN escombraries.” –assegura el Dr. Green.

La magnitud de l’esforç ha estat notable. Centenars d’investigadors als Estats Units, el Regne Unit, Espanya, Singapur i Japó han dut a terme més de 1.600 conjunts d’experiments en 147 tipus de teixit amb tecnologies estandarditzades a través del consorci. Els experiments s’han basat en l’ús innovador de les tecnologies de seqüenciació d’última generació, en total, ENCODE ha generat més de 15 bilions de bytes de dades en brut i ha consumit en l’anàlisi l’equivalent a més de 300 anys de temps de computació.

Els investigadors del CNAG, Tyler Alioto, Paolo Ribeca i Micha Sammeth, liderats per Roderic Guigó del Centre de Regulació Genòmica (CRG) han contribuït al projecte col·laborant en l’anàlisi de l’activitat transcripcional del genoma. Específicament el seu treball ha ajudat a establir mètodes per processar i comprendre la gran quantitat de dades generades per la seqüenciació d’ARN que s’ha necessitat per al projecte ENCODE.

La publicació dels resultats en 30 articles en 3 revistes diferents està totalment connectada i comprèn un article integrador i 5 articles més a la revista Nature, 18 articles que es publicaran a la revista Genome Research i 6 articles més que publicarà la revista Genome Biology. Les dades d’ENCODE són tan complexes que les 3 revistes han desenvolupat un mètode pioner per presentar la informació de manera integrada, a fi que els lectors poguin seguir la seva àrea d’interès entre els treballs fins a les dades originals.

Actualment, les dades d’ENCODE han esdevingut un recurs fonamental per ajudar a comprendre la biologia humana i les malalties. Més d’un centenar d’articles que utilitzen aquestes dades han estat publicats per investigadors que no formaven part del projecte. La identificació de les regions que regulen els gens també ajudarà als investigadors a explicar per què diferents tipus de cèl·lules tenen propietats diferents, per exemple per què les cèl·lules musculars generen força mentre que les cèl·lules del fetge descomponen els aliments.