Saltar o menú de navegación e ir ao contido

EROSKI CONSUMER, o diario do consumidor

Buscador

logotipo de fundación

Canles de EROSKI CONSUMER


Estás na seguinte localización: Portada > Seguridade alimentaria

Este artigo foi traducido por un sistema de tradución automática. Máis información, aquí.

Roderic Guigó, bioinformático do GRIB

«O xenoma do pito é insuficiente para mellorar a produtividade ou previr enfermidades das aves»

O xenoma do pito (Gallus gallus) empezou a mostrar os seus segredos. 170 científicos pertencentes a 49 institucións científicas asinan hoxe na revista Nature o patrón xenético da primeira ave secuenciada ata a data. Roderic Guigó, do Grupo de Investigación en Informática Biomédica de Barcelona (GRIB), lidera o único equipo de científicos españois que participou deste consorcio internacional.

Img

O GRIB está integrado por investigadores do Instituto Municipal de Investigación Médica (IMIM) de Barcelona, da Universidade Pompeu Fabra (UPF), e do Centro de Regulación Xenómica (CRG). Este grupo, encabezado por Guigó, especializouse nos últimos anos no desenvolvemento de software avanzado para a predición de xenes e a análise comparativa de xenomas.Anteriormente, leste mesmo grupo participara na predición xenómica da rata e o rato, ademais de debuxar, grazas a outro programa informático, o borrador do xenoma humano obtido pola empresa Celera Genomics. A obtención do xenoma do pito, sinala Guigó, permitirá profundar no coñecemento dunha especie empregada habitualmente como modelo en xenética e embriología, así como en estudos evolutivos. Así mesmo, abre as portas a unha aínda afastada explotación de resultados con fins comerciais.

Que achega a súa investigación?

A nosa investigación céntrase no desenvolvemento de métodos para a predición de xenes. Desde hai tempo sábese que no xenoma de calquera organismo só unha pequena proporción é codificante, é dicir, contén os xenes que darán lugar a proteínas. Localizalos e identificalos é fundamental para avanzar no coñecemento do código xenético de calquera especie.

E isto é o que fixeron neste caso.

Esta é só una das tarefas. Posteriormente empezamos a investigar como a comparación de xenomas distintos podería contribuír a atopar xenes en dúas especies particulares. Neste caso, humano e galiña.

Como se localiza un xene?

Investigar que partes están conservadas nos xenomas dá pistas acerca de en que lugares hai que buscar xenes. Iso é o que fai o noso programa, SGP2, que xa utilizamos para a comparación do xenoma humano co de rato, logo co de rata e agora co de galiña.

Que xorde destas comparacións?

A predición de xenes é algo aínda non ben resolto. Por este motivo, neste caso empregáronse tres sistemas cuxos resultados se compararon entre si. Os programas utilizados foron Ensemble (do Instituto Europeo de Bioinformática), TwistScan (Universidade de Washington) e SGP2. O tres deron resultados coincidentes no esencial e a súa comparación demostra que as predicións son fiables, é dicir, que dan xenes reais. A fiabilidade, aínda que aínda queda traballo por facer, supera con fartura o 90%.

De que predicións estamos a falar?

«O xenoma do pito é esencial para entender mellor a evolución das especies e buscar aplicacións de interese comercial»O xenoma do pito contén 39 pares de cromosomas. Neles atópanse de 20.000 a 23.000 xenes, unha cifra non demasiado afastada da que se estima para o ser humano (ao redor de 30.000). Con todo, o xenoma está composto por un mil millóns de nucleótidos (pares de bases), tan só unha terceira parte do case tres mil millóns do ser humano. Segundo os resultados obtidos, o pito e os humanos compartimos o 60% dos xenes, moito menos que coa rata, que ascende a case o 80%.

Merecía a pena embarcar nun consorcio internacional a 170 grupos de investigación para o xenoma do pito?

Máis aló do seu interese comercial, o pito é unha especie modelo no laboratorio. Xunto coa mosca do vinagre, o fermento ou o peixe cebra, ademais do rato, constitúe un elemento esencial nos estudos de xenética e de embriología. Por outra banda, evolutivamente atópase nun punto intermedio entre os dous grandes extremos dos animais vertebrados, os peixes e os mamíferos. Polo que sabemos, as aves divergieron na liña evolutiva fai uns 310 millóns de anos. Por tanto, pode achegar información valiosa tanto para a comprensión da evolución das especies como da evolución dos xenomas.

Citou o interese comercial. De que modo o coñecemento do xenoma do pito achegará resultados significativos?

Existe en efecto un notable interese comercial que, neste caso, pasou por diante doutras especies como o porco ou a vaca. As aplicacións teóricas haberá que buscalas no contexto da mellora das especies con maior e mellor produtividade tanto de carne como de ovos, así como na prevención de posibles enfermidades como a influenza aviaria. Pero a verdade, aínda estamos moi lonxe de todo iso.

A nivel inmediato, que aplicacións agroalimentarias concretas prevé?

Francamente. Non se me ocorre ningunha. Unha cousa é a teoría e outra ben distinta a práctica.

Pero non dixo que…?

É que o feito de dispor do xenoma do pito non implica que nós podamos neste momento fabricar superpollos nin conseguir máis e mellores ovos, nin tampouco combater ningunha enfermidade propia do pito.

Entón? Non lle parece contraditorio co que me dixo antes?

Hai moita confusión respecto diso. Coa secuencia dun único individuo [una gallina de la especie asiática ‘Red Jungle’] pódese facer moi pouco. O que estamos a ver é que para estudar de verdade porque dous pitos producen ovos distintos habería que comparar os seus xenomas. É dicir, habería que estudar as súas variacións xenómicas e como estas se expresan posteriormente. Ocorre o mesmo con outras especies, incluídos nós, os humanos.

Por tanto, o valor do traballo quizais non sexa tan alto.

«A enorme coincidencia de xenes entre humanos e pitos permitirá comprender mellor a acción de virus e bacterias que afectan ambos os grupos»O que se fixo é fundamental, pero só é un primeiro paso. Neste momento é imposible saber que nos fai diferentes a dúas persoas ou a dous pitos. Ata que non teñamos coñecemento xenómico individual non poderemos empezar a entender esas diferenzas entre individuos, correlacionarlo cos seus xenomas e explotar a variabilidade xenómica desde un punto de vista médico ou comercial.

Que se pode saber, cos datos obtidos?

No que refire a a nosa achega concreta, o que pode dicirse de momento é que os mecanismos que determinan como son os xenes son esencialmente idénticos en humanos e o pito. Sabiamos xa de anteriores comparacións que había unha enorme cantidade de xenes que eran comúns con rata e rato, pero se imos máis lonxe evolutivamente tamén vemos que o contido génico parece ser moi constante. É dicir, que as diferenzas entre estas especies non se deben tanto ao número absoluto de xenes como a outras razóns que non acabamos de entender.

Como cales?

Probablemente teñan que ver con fenómenos complexos. En especial co chamado splicing alternativo. Ata hai pouco máis de cinco anos mantíñase aínda a regra dun xene, unha proteína. Esta idea xa non se pode manter, estamos a ver que un xene pode dar lugar a máis dunha proteína ou mesmo a proteínas distintas.

Pero isto xa era coñecido.

É certo, desde principios do noventa que se sospeita que é así. Sabiamos que o xene está formado por distintas pezas, pero non que estas mesmas pezas poden combinarse de formas distintas en función do contexto no que se expresan. A prevalencia destas combinacións está a comprobarse desde fai tan só uns catro anos.

E que comporta este fenómeno?

O que se pensa é que os humanos teñen maior variabilidade que outras especies, é dicir, que un xene humano ten maior capacidade para xerar proteínas distintas que unha ave ou que outras especies.

É dicir, que a diferenza entre especies non se debería tanto ao número total de xenes como das proteínas diferenciais que poden chegar a xerarse.

Iso é. Podería pasar que un xene humano puidese dar lugar a sete proteínas distintas mentres que o de pito só a dous. Os humanos incrementamos a nosa complexidade por este fenómeno, moi probablemente.

En que se basea esta hipótese?

Distintos estudos demostran que hai unha certa conservación entre o xenoma do pito e o humano. É dicir, que non cambiou demasiado a forma como se definen os xenes entre un e outro. Outra cousa é o ambiente no que se atope cada xene. Por exemplo, o xene FoxP2, involucrado moi probablemente coa fala, resulta ser un dos mellor conservados ao longo da evolución, o cal é unha auténtica sorpresa. Posiblemente a súa función sexa distinta de acordo co contexto no que se expresa a súa función.

Que se atrevería a dicir como conclusión?

É difícil sacar conclusións agora mesmo. Con todo, si que podemos dicir que aínda que a distancia evolutiva entre nós e as aves é moi grande, non o é tanto desde o punto de vista xenómico. Case somos o mesmo, neste sentido, que a rata ou o pito. Visto ao detalle, vemos que o xenoma humano está moito máis expandido e que hai unha enorme cantidade de pseudogenes e secuencias repetitivas que non se dan no pito. Eses aspectos, xunto cos xenes específicos para cada grupo, é o que determinan a diferenza entre especies. Haberá que traballar máis para entender a variabilidade xenómica entre individuos. Cando estea dispoñible poderemos pensar nos superpollos.

A SECUENCIACIÓN DO XENOMA DA GALIÑA

Img huevosa
A secuenciación, análise e desciframiento do xenoma do pito foi levada a cabo polo Consorcio Internacional de Secuenciación do Xenoma da Galiña, formado por un cincuenta centros e laboratorios de investigación de todo o mundo. A investigación efectuouse no Centro de Secuenciación de Xenomas da Universidade de Washington, en San Luís (EEUU). Nos traballos participou un único grupo español, o liderado por Roderic Guigó.

Trátase do primeiro xenoma de ave secuenciado, e a súa posición estratéxica na árbore evolutiva, entre mamíferos e peces, convérteo nunha fonte de información única para o estudo da evolución dos vertebrados. As aves pertencen ao grupo dos arcosauromorfos que inclúe tamén aos crocodilos e aos dinosauros. Segundo pode lerse na nota de prensa facilitada polos investigadores, «atopámonos ante a secuencia xenómica analizada que máis nos achega aos dinosauros».

A especie de galiña utilizada é da raza asiática «Rede Jungle Fowl» (Gallus gallus), considerada xa por Darwin -e confirmado máis tarde por estudos xenéticos- como a especie orixinal de galiña da cal descenden todos os tipos de galiñas domésticas. O xenoma obtívose dun espécime de femia e contén 39 pares de cromosomas.

A galiña foi un modelo animal de gran importancia para a embriología e o estudo do desenvolvemento en vertebrados. En 1621 publicáronse xa os primeiros tratados descritivos do desenvolvemento do ovo. A galiña xoga tamén un papel importante no estudo dos virus e o cancro: o primeiro virus oncogénico foi identificado en galiña.

Ademais de servir de animal modelo para estudar ao redor de 9600 especies de aves actuais no contexto da interacción cos humanos e o medio ambiente, ten unha gran importancia para a industria agroalimentaria. Por iso no ano 2002 o Instituto Nacional de Investigación do Xenoma Humano de Estados Unidos decidiu priorizar o estudo do xenoma deste animal por diante doutros compañeiros de granxa (por exemplo o porco ou a vaca).

Por outra banda, o estudo comparativo dos xenomas de diferentes especies abre unha nova e interesante liña de investigación que nos levará a descubrir moitos aspectos, descoñecidos ata agora, da bioloxía humana e o medicamento. Mediante o estudo comparativo do xenoma da galiña co dos mamíferos secuenciados ata o momento (rata, rato, humano) puidéronse identificar secuencias que, aínda que non expresan para ningunha proteína, teñen unha presenza constante en aves e en mamíferos. Son as chamadas secuencias conservadas e representan fragmentos de xenoma preservados durante milenios. Este tipo de estudos permiten distinguir aspectos ancestrais dos mamíferos, así como doutros, desenvolvidos grazas á innovación e á adaptación.

A secuencia conserva boa parte dos elementos funcionais do xenoma, de tal maneira que se atoparon rexións conservadas desde a separación dos mamíferos, fai uns 310 millóns de anos. Moitas corresponden a xenes activos en humanos e galiñas e outras aínda están pendentes de determinar a súa función.

Os investigadores do GRIB, dirixido por Roderic Guigó, son Eduardo Eyras, Robert Castelo, Josep Francesc Abril, Sergi Castelán, Francisco Cámara e Genís Parra. En anos anteriores, algúns membros de leste mesmo equipo de bioinformáticos participaron nas etapas finais da análise dos xenomas da mosca do vinagre, do mosquito da malaria e do xenoma humano, en concreto na visualización dos mapas coas diferentes anotacións dos xenes. Neste ámbito tamén formaron parte dos consorcios internacionais que levaron a termo a análise dos xenomas do fungo Dictyostelium, do raton e da rata de laboratorio, obtendo as localizacións dos xenes codificados nas secuencias dos seus cromosomas.

Aínda que a participación española limitouse a este único grupo, a súa achega é relevante por canto contribuíu a fixar ‘’ os xenes que se estima que contén o código xenético deste animal. As comparacións evidencian que, en termos xenómicos, segundo Guigó, «humanos, ratos e pitos somos practicamente o mesmo» a pesar da distancia evolutiva que separa ás distintas especies. «As diferenzas que se observan», engade, «probablemente teñan máis que ver coa expresión dos xenes que cos xenes mesmos». Desde hai un tempo, explica, observouse unha alta prevalencia do chamado ‘splicing alternativo’, un fenómeno aínda non ben comprendido que determina que un mesmo xene poida dar proteínas distintas. Esta diferenza de expresión, e non o número total de xenes, é o que explicaría parte das diferenzas entre especies.

Por outra banda, o coñecemento do xenoma do pito, sostén o investigador, non necesariamente abre as portas a unha explotación inmediata con fins comerciais. «Necesitamos maior información xenómica», explica. Esta maior información «só» pode xurdir da comparación de xenomas de individuos da mesma especie que presentan características diferenciais. «A explotación científica da variabilidade xenómica é o que achegará información relevante para obter mellores e máis rendibles pitos». O camiño cara aos superpollos, por tanto, aínda queda lonxe.


Pódeche interesar:

Infografía | Fotografías | Investigacións