Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Seguretat alimentària

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Roderic Guigó, bioinformático del GRIB

«El genoma del pollastre és insuficient per millorar la productivitat o prevenir malalties de les aus»

El genoma del pollastre (Gallus gallus) ha començat a mostrar els seus secrets. 170 científics pertanyents a 49 institucions científiques signen avui en la revista Nature el patró genètic de la primera au seqüenciada fins avui. Roderic Guigó, del Grup de Recerca en Informàtica Biomèdica de Barcelona (GRIB), lidera l’únic equip de científics espanyols que ha participat d’aquest consorci internacional.

Img

El GRIB està integrat per investigadors de l’Institut Municipal de Recerca Mèdica (IMIM) de Barcelona, de la Universitat Pompeu Fabra (UPF), i del Centre de Regulació Genòmica (CRG). Aquest grup, encapçalat per Guigó, s’ha especialitzat en els últims anys en el desenvolupament de programari avançat per a la predicció de gens i l’anàlisi comparativa de genomes.Anteriorment, aquest mateix grup havia participat en la predicció genòmica de la rata i el ratolí, a més de dibuixar, gràcies a un altre programa informàtic, l’esborrany del genoma humà obtingut per l’empresa Celera Genomics. L’obtenció del genoma del pollastre, assenyala Guigó, permetrà aprofundir en el coneixement d’una espècie emprada habitualment com a model en genètica i embriologia, així com en estudis evolutius. Així mateix, obre les portes a una encara llunyana explotació de resultats amb finalitats comercials.

Què aporta la seva recerca?

La nostra recerca se centra en el desenvolupament de mètodes per a la predicció de gens. Des de fa temps se sap que en el genoma de qualsevol organisme només una petita proporció és codificante, és a dir, conté els gens que donaran lloc a proteïnes. Localitzar-los i identificar-los és fonamental per avançar en el coneixement del codi genètic de qualsevol espècie.

I això és el que han fet en aquest cas.

Aquesta és només una de les tasques. Posteriorment comencem a investigar com la comparació de genomes diferents podria contribuir a trobar gens en dues espècies particulars. En aquest cas, humà i gallina.

Com es localitza un gen?

Investigar què parts estan conservades en els genomes dona pistes sobre en quins llocs cal buscar gens. Això és el que fa el nostre programa, SGP2, que ja utilitzem per a la comparació del genoma humà amb el de ratolí, després amb el de rata i ara amb el de gallina.

Què sorgeix d’aquestes comparacions?

La predicció de gens és alguna cosa encara no ben resolt. Per aquest motiu, en aquest cas s’han emprat tres sistemes els resultats dels quals s’han comparat entre si. Els programes utilitzats han estat Ensemble (de l’Institut Europeu de Bioinformática), TwistScan (Universitat de Washington) i SGP2. Els tres han donat resultats coincidents en l’essencial i la seva comparació demostra que les prediccions són fiables, és a dir, que donen gens reals. La fiabilitat, encara que encara queda treball per fer, supera amb escreix el 90%.

De quines prediccions estem parlant?

«El genoma del pollastre és essencial per entendre millor l’evolució de les espècies i buscar aplicacions d’interès comercial»El genoma del pollastre conté 39 parells de cromosomes. En ells es troben de 20.000 a 23.000 gens, una xifra no massa allunyada de la qual s’estima per a l’ésser humà (al voltant de 30.000). No obstant això, el genoma està compost per uns mil milions de nucleòtids (parells de bases), tan sols una tercera part dels gairebé tres mil milions de l’ésser humà. Segons els resultats obtinguts, el pollastre i els humans compartim el 60% dels gens, molt menys que amb la rata, que ascendeix a gairebé el 80%.

Mereixia la pena embarcar en un consorci internacional a 170 grups de recerca per al genoma del pollastre?

Més enllà del seu interès comercial, el pollastre és una espècie modelo en el laboratori. Juntament amb la mosca del vinagre, el llevat o el peix zebra, a més del ratolí, constitueix un element essencial en els estudis de genètica i d’embriologia. D’altra banda, evolutivament es troba en un punt intermedi entre els dos grans extrems dels animals vertebrats, els peixos i els mamífers. Pel que sabem, les aus van divergir en la línia evolutiva fa uns 310 milions d’anys. Per tant, pot aportar informació valuosa tant per a la comprensió de l’evolució de les espècies com de l’evolució dels genomes.

Ha citat l’interès comercial. De quina manera el coneixement del genoma del pollastre aportarà resultats significatius?

Existeix en efecte un notable interès comercial que, en aquest cas, ha passat per davant d’altres espècies com el porc o la vaca. Les aplicacions teòriques caldrà buscar-les en el context de la millora de les espècies amb major i millor productivitat tant de carn com d’ous, així com en la prevenció de possibles malalties com la influenza aviari. Però la veritat, encara estem molt lluny de tot això.

A nivell immediat, quines aplicacions agroalimentàries concretes preveu?

Francament. No se m’ocorre cap. Una cosa és la teoria i una altra ben diferent la pràctica.

Però no ha dit que…?

És que el fet de disposar del genoma del pollastre no implica que nosaltres puguem en aquest moment fabricar superpollos ni aconseguir més i millors ous, ni tampoc combatre cap malaltia pròpia del pollastre.

Llavors? No li sembla contradictori amb el que m’ha dit abans?

Hi ha molta confusió sobre aquest tema. Amb la seqüència d’un únic individu [una gallina de la especie asiática ‘Red Jungle’] es pot fer molt poc. El que estem veient és que per estudiar de debò perquè dos pollastres produeixen ous diferents caldria comparar els seus genomes. És a dir, caldria estudiar les seves variacions genòmiques i com aquestes s’expressen posteriorment. Ocorre el mateix amb altres espècies, inclosos nosaltres, els humans.

Per tant, el valor del treball potser no sigui tan alt.

«L’enorme coincidència de gens entre humans i pollastres permetrà comprendre millor l’acció de virus i bacteris que afecten tots dos grups»El que s’ha fet és fonamental, però només és un primer pas. Ara com ara és impossible saber què ens fa diferents a dues persones o a dos pollastres. Fins que no tinguem coneixement genómico individual no podrem començar a entendre aquestes diferències entre individus, correlacionar-ho amb els seus genomes i explotar la variabilitat genòmica des d’un punt de vista mèdic o comercial.

Què es pot saber, amb les dades obtingudes?

En el que refereix a la nostra aportació concreta, la qual cosa pot dir-se de moment és que els mecanismes que determinen com són els gens són essencialment idèntics en humans i el pollastre. Sabíem ja d’anteriors comparacions que hi havia una enorme quantitat de gens que eren comuns amb rata i ratolí, però si anem més lluny evolutivament també veiem que el contingut gènic sembla ser molt constant. És a dir, que les diferències entre aquestes espècies no es deuen tant al nombre absolut de gens com a altres raons que no acabem d’entendre.

Com quins?

Probablement tinguin a veure amb fenòmens complexos. Especialment amb l’anomenat splicing alternatiu. Fins fa poc més de cinc anys es mantenia encara la regla d’un gen, una proteïna. Aquesta idea ja no es pot mantenir, estem veient que un gen pot donar lloc a més d’una proteïna o fins i tot a proteïnes diferents.

Però això ja era conegut.

És cert, des de principis dels noranta que se sospita que és així. Sabíem que el gen està format per diferents peces, però no que aquestes mateixes peces poden combinar-se de formes diferents en funció del context en el qual s’expressen. La prevalença d’aquestes combinacions s’està comprovant des de fa tan sols uns quatre anys.

I què comporta aquest fenomen?

El que es pensa és que els humans tenen major variabilitat que altres espècies, és a dir, que un gen humà té major capacitat per generar proteïnes diferents que un au o que altres espècies.

És a dir, que la diferència entre espècies no es deuria tant al nombre total de gens com de les proteïnes diferencials que poden arribar a generar-se.

Això és. Podria passar que un gen humà pogués donar lloc a set proteïnes diferents mentre que el de pollastre només a dos. Els humans incrementem la nostra complexitat per aquest fenomen, molt probablement.

En què es basa aquesta hipòtesi?

Diferents estudis demostren que hi ha una certa conservació entre el genoma del pollastre i l’humà. És a dir, que no ha canviat massa la forma com es defineixen els gens entre l’un i l’altre. Una altra cosa és l’ambient en el qual es trobi cada gen. Per exemple, el gen FoxP2, involucrat molt probablement amb la parla, resulta ser un dels millor conservats al llarg de l’evolució, la qual cosa és una autèntica sorpresa. Possiblement la seva funció sigui diferent d’acord amb el context en el qual s’expressa la seva funció.

Què s’atreviria a dir com a conclusió?

És difícil treure conclusions ara mateix. No obstant això, sí que podem dir que encara que la distància evolutiva entre nosaltres i les aus és molt gran, no ho és tant des del punt de vista genómico. Gairebé som el mateix, en aquest sentit, que la rata o el pollastre. Vist al detall, veiem que el genoma humà està molt més expandit i que hi ha una enorme quantitat de pseudogenes i seqüències repetitives que no es donen en el pollastre. Aquests aspectes, juntament amb els gens específics per a cada grup, és el que determinen la diferència entre espècies. Caldrà treballar més per entendre la variabilitat genòmica entre individus. Quan estigui disponible podrem pensar en els superpollos.

LA SEQÜENCIACIÓ DEL GENOMA DE LA GALLINA

Img huevosa
La seqüenciació, anàlisi i desxiframent del genoma del pollastre ha estat duta a terme pel Consorci Internacional de Seqüenciació del Genoma de la Gallina, format per uns cinquanta centres i laboratoris de recerca de tot el món. La recerca s’ha efectuat al Centre de Seqüenciació de Genomes de la Universitat de Washington, en Sant Luis (EUA). En els treballs ha participat un únic grup espanyol, el liderat per Roderic Guigó.

Es tracta del primer genoma d’au seqüenciat, i la seva posició estratègica en l’arbre evolutiu, entre mamífers i peixos, ho converteix en una font d’informació única per a l’estudi de l’evolució dels vertebrats. Les aus pertanyen al grup dels arcosauromorfos que inclou també als cocodrils i als dinosaures. Segons pot llegir-se en la nota de premsa facilitada pels investigadors, «ens trobem davant la seqüencia genòmica analitzada que més ens apropa als dinosaures».

L’espècie de gallina utilitzada és de la raça asiàtica «Xarxa Jungle Fowl» (Gallus gallus), considerada ja per Darwin -i confirmat més tard per estudis genètics- com l’espècie original de gallina de la qual descendeixen tots els tipus de gallines domèstiques. El genoma s’ha obtingut d’un espècimen de femella i conté 39 parells de cromosomes.

La gallina ha estat un model animal de gran importància per a l’embriologia i l’estudi del desenvolupament en vertebrats. En 1621 es van publicar ja els primers tractats descriptius del desenvolupament de l’ou. La gallina juga també un paper important en l’estudi dels virus i el càncer: el primer virus oncogénico va ser identificat en gallina.

A més de servir d’animal modelo per estudiar al voltant de 9600 espècies d’aus actuals en el context de la interacció amb els humans i el medi ambient, té una gran importància per a la indústria agroalimentària. Per això l’any 2002 l’Institut Nacional de Recerca del Genoma Humà d’Estats Units va decidir prioritzar l’estudi del genoma d’aquest animal per davant d’altres companys de granja (com per exemple el porc o la vaca).

D’altra banda, l’estudi comparatiu dels genomes de diferents espècies obre una nova i interessant línia de recerca que ens portarà a descobrir molts aspectes, desconeguts fins ara, de la biologia humana i la medicina. Mitjançant l’estudi comparatiu del genoma de la gallina amb el dels mamífers seqüenciats fins al moment (rata, ratolí, humà) s’han pogut identificar seqüències que, encara que no expressen per a cap proteïna, tenen una presència constant en aus i en mamífers. Són les anomenades seqüències conservades i representen fragments de genoma preservats durant mil·lennis. Aquest tipus d’estudis permeten distingir aspectes ancestrals dels mamífers, així com d’uns altres, desenvolupats gràcies a la innovació i a l’adaptació.

La seqüència conserva bona part dels elements funcionals del genoma, de tal manera que s’han trobat regions conservades des de la separació dels mamífers, fa uns 310 milions d’anys. Moltes corresponen a gens actius en humans i gallines i unes altres encara estan pendents de determinar la seva funció.

Els investigadors del GRIB, dirigit per Roderic Guigó, són Eduardo Eyras, Robert Castelo, Josep Francesc Abril, Sergi Castellà, Francisco Càmera i Genís Parra. En anys anteriors, alguns membres d’aquest mateix equip de bioinformáticos van participar en les etapes finals de l’anàlisi dels genomes de la mosca del vinagre, del mosquit de la malària i del genoma humà, en concret en la visualització dels mapes amb les diferents anotacions dels gens. En aquest àmbit també van formar part dels consorcis internacionals que van portar a terme l’anàlisi dels genomes del fong Dictyostelium, del raton i de la rata de laboratori, obtenint les localitzacions dels gens codificats en les seqüències dels seus cromosomes.

Encara que la participació espanyola s’ha limitat a aquest únic grup, la seva aportació és rellevant puix que ha contribuït a ‘fixar’ els gens que s’estima que conté el codi genètic d’aquest animal. Les comparacions evidencien que, en termes genómicos, segons Guigó, «humans, ratolins i pollastres som pràcticament el mateix» malgrat la distància evolutiva que separa a les diferents espècies. «Les diferències que s’observen», afegeix, «probablement tinguin més que veure amb l’expressió dels gens que amb els gens mateixos». Des de fa un temps, explica, s’ha observat una alta prevalença de l’anomenat ‘splicing alternatiu’, un fenomen encara no ben comprès que determina que un mateix gen pugui donar proteïnes diferents. Aquesta diferència d’expressió, i no el nombre total de gens, és el que explicaria part de les diferències entre espècies.

D’altra banda, el coneixement del genoma del pollastre, sosté l’investigador, no necessàriament obre les portes a una explotació immediata amb finalitats comercials. «Necessitem major informació genòmica», explica. Aquesta major informació «només» pot sorgir de la comparació de genomes d’individus de la mateixa espècie que presenten característiques diferencials. «L’explotació científica de la variabilitat genòmica és el que aportarà informació rellevant per obtenir millors i més rendibles pollastres». El camí cap als superpollos, per tant, encara queda lluny.


Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions