L’altra cara de la lluna

Tots sabem que només veiem una cara de la lluna, ja que el moviment de rotació sobre ella mateixa tarda el mateix temps que el de translació entorn de la Terra, 28 dies. L’altra cara de la Lluna ha estat durant molt de temps gairebé mística i mítica, des de persones que creien que hi havia una civilització d’àliens, a creure que aquest arranjament de moviments té algun sentit espiritual que se’ns escapa. El 1968, els tripulants de l’Apol·lo 8 van enviar imatges del costat fins llavors desconegut de la lluna, i el 2019, un vehicle motoritzat enviat per la Xina va recollir dades sobre la superfície de l’altra cara, que mostraven un sòl més marcat per cràters i més abundància de roques petites. Als humans sempre ens atrau el territori desconegut, sense pensar que, normalment, el territori desconegut ho és per la seva dificultat intrínseca.

Pel que fa al genoma humà i el coneixement sobre les instruccions genètiques que ens fan humans, hem anat vivint diferents fites històriques, des de la publicació del primer esborrany del genoma humà el 2001, a la del genoma complet, fa tot just poc més d’un any, en què us vaig comentar que ja disposàvem de la seqüència, de punta a punta, des del cromosoma 1 fins al X. Tanmateix, mancava tenir tota la informació sobre el més petit dels cromosomes, el cromosoma Y. Doncs bé, aquestes últimes setmanes podem dir que ja s’ha esvaït la boirina que acompanyava aquest cromosoma, ja que s’ha seqüenciat, ara sí, de punta a punta (de telòmer a telòmer), igual que la resta de cromosomes. I em podeu preguntar, i per què se’n fa tanta notícia? Doncs perquè desconeixíem més de la meitat d’aquest cromosoma, ben bé ens mancava conèixer l’altra cara d’aquest —ara ja conegut— cromosoma Y. I el cromosoma Y, tot i que petit, és el que porta la informació genètica rellevant per a determinar el sexe biològic masculí, el gen SRY, que funciona com un interruptor principal per activar altres gens a molts altres cromosomes, per tal que en un embrió es desenvolupin els genitals i les gònades masculines (si no funciona aquest gen, el programa de desenvolupament genital i gonadal per defecte és el femení). A més, al cromosoma Y també hi ha altres gens rellevants per a la formació d’esperma. Per tant, no estem parlant d’un cromosoma qualsevol.

Ara bé, per què hem tardat tant a tenir-lo totalment seqüenciat? Doncs perquè era molt difícil d’accedir a la seva informació amb les tecnologies de què disposàvem. L’anàlisi del nostre genoma, que és enorme, s’ha dut a terme dividint els cromosomes en peces infinitesimalment petites, com si d’una foto molt gran i complexa en féssim un puzle de moltíssimes peces. Llavors, un cop seqüenciat el DNA, hem de recompondre el puzle mirant d’encaixar les peces. Això pot semblar fàcil si cada peça, és a dir, cada seqüència de DNA és diferent, però és que el nostre genoma està ple de seqüències repetides aquí i allà, i muntar-ho tot sense cap error ha costat més de vint anys. Resulta que el cromosoma Y és el cromosoma que té més gens, i conté moltíssimes més repeticions que la resta. Era un territori del genoma “hostil” i que es resistia a “l’exploració” i l'anàlisi, perquè moltes de les peces que s’havien d’encaixar eren gairebé idèntiques (seqüències repetides) i era pràcticament impossible orientar-s’hi. Actualment, s’han desenvolupat tècniques de seqüenciació de fragments més llargs, i combinant-les (amb l’ajut indispensable de la bioinformàtica), s’ha aconseguit la seqüència completa del cromosoma Y, talment com si en lloc de tenir el puzle en peces tan petites, ara puguem reconstruir la mateixa imatge, però amb un puzle de moltes menys peces (perquè us en feu una idea, imagineu que passeu d’un puzle de 10.000 peces a un de 100). Lògicament, totes aquelles peces minúscules que no sabíeu on col·locar, ara estan dins d’una peça molt més gran, i més fàcil d’encaixar.

S’ha esvaït la boirina que acompanyava el cromosoma Y, ja que s’ha seqüenciat de punta a punta (de telòmer a telòmer), igual que la resta de cromosomes

I ara, el que és més interessant, què hi han trobat? Un cop tenim el puzle/mapa del cromosoma Y complet, ja podem dir que el número de gens que codifiquen per a proteïnes ha passat de 66 a 106 (més d’un centenar de gens, doncs). Sabem que les regions repetides no estan disposades a l’atzar, sinó que tenen una disposició periòdica (semblarien com un pas zebra, on les repeticions serien les bandes blanques), amb un munt de seqüències ancestrals repetitives, amb altres derivades de virus endògens latents i seqüències d’elements mòbils que poden anar canviant de posició. I justament aquesta estructura peculiar ens pot explicar per què hi ha homes afectats d’azoospèrmia (és a dir, homes infèrtils que no poden produir espermatozoides), ja que les dues regions del cromosoma Y on rauen dos gens molt importants per a la producció d’esperma estan totalment rodejades de seqüències repetides, les quals poden recombinar i delecionar els gens intermedis, causant, com a conseqüència, azoospèrmia.

Hi ha molta més informació que pot ser rellevant per a la salut masculina, per exemple, explicar per què les cèl·lules de certs homes, a partir d’un determinat moment, perden el seu cromosoma Y, la qual cosa està associada a una major probabilitat de càncer o de problemes metabòlics i, com a conseqüència, una menor esperança de vida.

També es pot estudiar l’evolució del cromosoma Y. De fet, en paral·lel, s’ha seqüenciat el cromosoma Y de 43 individus de diferents poblacions humanes (algunes de les quals fa uns 190.000 anys d'ençà que van compartir un ancestre masculí comú), obtenint dades sobre l’estructura i complexitat d’aquest cromosoma. Això permet tenir un marc de referència molt potent, tant per a estudis evolutius humans, d’ancestralitat i també de genètica forense. Recordeu que, en principi, el cromosoma Y passa sense recombinar, de pares mascles a fills mascles i, per tant, la seva seqüència permet establir llinatges estrictament masculins.

El cromosoma Y no sempre ha sigut tan esquerp i estrany. A les aus o als ornitorrincs, els dos cromosomes “sexuals” són molt diferents dels que trobem als mamífers euteris (els ornitorrincs són mamífers, però amb característiques molt ancestrals). Fa uns 130 milions d’anys, el cromosoma Y era gairebé igual que el cromosoma X i contenia aproximadament uns 1.000 gens, però al llinatge dels mamífers, el cromosoma Y ha evolucionat molt ràpidament, i ha perdut uns 10 gens per cada milió d’anys (que han anat a parar a altres cromosomes), ha incorporat més seqüències repetides i ha conservat els gens més rellevants per a determinar el sexe masculí i la seva fertilitat. Hi ha qui diu que aquesta evolució cap a menys gens està continuant, i podríem plantejar-nos, d’aquí a uns quants milions d’anys, un escenari en què ja no quedi un cromosoma Y reconeixible, i ja no sigui necessari. Però això no ens ha d’espantar, ja que estem parlant d’aquí a uns 10 milions d’anys, no sabem si encara existirem com a espècie (l’Homo sapiens és molt jove!) i, a més, ja hi ha alguns rosegadors que han arribat a aquest punt evolutiu i continuen tenint dos sexes reproductius.

Sigui com sigui, com més coneixement, més expectatives s’obren. El cromosoma Y és actualment molt important en la nostra espècie, aproximadament el 50% de la població humana té la informació genètica del cromosoma Y, i, fins ara, érem desconeixedors de la seva informació completa i de les implicacions en la salut dels humans XY (mireu aquesta infografia tan ben explicada i resumida). Venen temps interessants!