Enorme proyecto para secuenciar genoma de cada especie compleja de la Tierra está ahora en marcha

Se ha denominado Earth Biogenome Project o Plan Biogenoma de la Tierra, y tiene el objetivo de secuenciar el genoma de cada especie compleja de la Tierra, se halla actualmente en marcha, conforme a diferentes informes. ¿Un Arca de Noé en tiempos modernos?

El Earth Biogenome Project, un consorcio global que tiene como objetivo secuenciar los genomas de toda la vida compleja en la Tierra (en torno de 1.8 millones de razas descritas) en diez años, está aumentando.

Los orígenes, los objetivos y el progreso del plan se detallan en dos publicaciones de diversos autores publicados esta semana. Una vez completado, cambiará para continuamente la figura en que se realiza el estudio biológica.

Concretamente, los expertos ya no estarán limitados a unas escasas “razas modelo” y podrán extraer la base de datos de secuencias de ADN de cualquier organismo que muestre propiedades fascinantes. Esta nuevos datos nos apoyará a entender cómo evolucionó la vida compleja, cómo funciona y cómo se puede defender la biodiversidad.

El plan se propuso por vez primera en 2016 y tuve el honor de hablar en su lanzamiento en Londres en 2018. Hoy en dia se localiza en el proceso de pasar de su fase inicial a la producción a gran nivel.

El objetivo de la fase uno es secuenciar un genoma de cada familia taxonómica del mundo, unas 9.400 de ellas. Para fines de 2022, se debe realizar un tercio de estas razas. La fase dos verá la secuenciación de un representante de los 180.000 géneros, y la fase tres marcará la finalización de todas las razas.

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La importancia de las razas raras

El gran objetivo del Plan Biogenoma de la Tierra es secuenciar los genomas de las 1.8 millones de razas descritas de vida compleja en la Tierra. Esto incluye todas las plantas, animales, hongos y organismos unicelulares con auténticos núcleos (es decir, todos los “eucariotas“).

Si bien los organismos modelo como ratones, berros, moscas de la fruta y nematodos han sido tremendamente relevantes en nuestro entendimiento de las funciones de los genes, es una gran ventaja poder investigar diferentes razas que pueden funcionar de forma un poco distinto.

Bastantes principios biológicos relevantes provinieron del ensayo de organismos oscuros. Como ejemplo, los genes fueron descubiertos por Gregor Mendel en los guisantes, y las reglas que los gobiernan se desvelaron en el moho del pan rojo.

El ADN se reveló primero en el esperma de salmón, y nuestro conocimiento de varios equipos que lo mantienen seguro provino de el estudio con tardígrados. Los cromosomas se observaron por vez primera en gusanos de la harina y los cromosomas sexuales en un escarabajo (la acción y evolución de los cromosomas sexuales además se ha explorado en peces y ornitorrincos). Y los telómeros, que envuelven los extremos de los cromosomas, se desvelaron en la escoria de los estanques.

Contestando cuestiones biológicas y protegiendo la biodiversidad

La comparación de razas próximas y lejanas proporciona un tremendo poder para revelar qué hacen los genes y cómo se regulan. Como ejemplo, en otro artículo de PNAS, casualmente además difundido hace poco, mis colegas de la Universidad de Canberra y yo descubrimos que los lagartos dragón australianos regulan el sexo por la vecindad cromosómica de un gen sexual, en vez de la secuencia de ADN en sí.

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los investigadores además usan comparaciones de razas para rastrear genes y equipos reguladores hasta sus orígenes evolutivos, lo que puede desvelar una asombrosa preservación de la función de los genes en el transcurso de casi mil millones de años. Como ejemplo, los mismos genes están implicados en el desarrollo de la retina en humanos y en los fotorreceptores de la mosca de la fruta. Y el gen BRCA1 que está mutado en el cáncer de mama es responsable de reparar las roturas del ADN en plantas y animales.

El genoma de los animales además está mucho más conservado de lo que se creía. Como ejemplo, diversos colegas y yo demostramos hace poco que los cromosomas animales poseen 684 millones de años.

igualmente será emocionante explorar la “materia oscura” del genoma y desvelar cómo las secuencias de ADN que no codifican proteínas incluso pueden desempeñar un papel en la función y la evolución del genoma.

Otro objetivo notable del Plan Biogenoma de la Tierra es la genómica de preservación. Este campo utiliza la secuenciación del ADN para identificar razas amenazadas, que incorpora en torno del 28 por ciento de los organismos sofisticados del planeta, lo que nos auxilio a monitorear su salud genética y asesorar encima del manejo.

Ya no es una tarea imposible

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Hasta hace poco, la secuenciación de grandes genomas necesitaba años y bastantes millones de dólares. Pero hubo tremendos avances técnicos que actualmente hacen factible secuenciar y ensamblar grandes genomas por unos escasos miles de dólares. Todo el Plan del Biogenoma de la Tierra costará menos en dólares de hoy que el plan del genoma humano, que tuvo un valor total de unos 3.000 millones de dólares.

En la antigüedad, los expertos poseían que identificar químicamente el orden de las cuatro bases en millones de diminutos pedazos de ADN y después volver a juntar la secuencia completa. Hoy pueden registrar distintas bases en función de sus propiedades físicas, o uniendo cada una de las cuatro bases a un tinte distinto. Los modernos procedimientos de secuenciación pueden escanear largas moléculas de ADN que están atadas en pequeños tubos o exprimidas por medio de pequeños agujeros en una membrana.

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¿Por qué secuenciar todo?

Pero, ¿por qué no ahorrar tiempo y dinero secuenciando solo razas representativas clave?

Bueno, el objetivo del Plan Biogenoma de la Tierra es explotar la variación entre razas para realizar comparaciones y además para atrapar innovaciones notables en valores atípicos.

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igualmente hay el temor a perderse algo. Como ejemplo, si secuenciamos solo 69.999 de las 70.000 razas de nematodos, podríamos perdernos la que podría difundir los misterios de cómo los nematodos pueden causar dolencias en animales y plantas.

Hoy en dia hay 44 instituciones afiliadas en 22 naciones que realizan labores en el Plan Biogenoma de la Tierra. igualmente hay 49 planes afiliados, incluidos planes colosales como el California Conservation Genomics Project, el Bird 10,000 Genomes Project y el Darwin Tree of Life Project del Reino Unido, al igual que bastantes planes sobre grupos particulares como murciélagos y mariposas.

Los descubrimientos de el estudio han sido publicados en PNAS.