Cercetătorii tocmai au cartografiat și publicat genomul a 51 de specii de animale, de la crocodili mâncători de pește, cunoscuți sub numele de gharials (Gavialis gangeticus) la leoparzii nori fioroși (Neofelis nebulosa). Aceste modele genetice ar putea avea implicații largi pentru oameni, în special pentru înțelegerea istoriei noastre evolutive, potrivit unui articol publicat pe 26 ianuarie în jurnal. Biotehnologia naturii.
„În unele privințe, construim o mașină a timpului evolutivă”, coautor al studiului Michael Schatza declarat un profesor distins Bloomberg de informatică și biologie la Universitatea Johns Hopkins o declarație. „Cartografiarea genelor verilor noștri evolutivi ne va ajuta să ne înțelegem mai bine pe noi înșine”.
Toate mamiferele au un strămoș comun, despre care mulți oameni de știință cred că este Morganucodono creatură minusculă, asemănătoare scorpiei, care a trăit în urmă cu mai bine de 200 de milioane de ani – totuși unii spun altfel. În orice caz, acest strămoș comun înseamnă că o mare parte din structura noastră genetică seamănă cu cea a altor mamifere, în special a cimpanzeilor, care împărtășesc până la 99% din ADN-ul nostru. Comparând ADN-ul oamenilor și al altor animale, cercetătorii pot afla când și cum s-au îndepărtat oamenii de alte specii.
LEGATE DE: Primul genom uman „fără decalaj” a fost în sfârșit secvențial
Dar un singur genom de vertebrate poate avea miliarde de caractere lungime, iar cercetătorii trebuie să folosească diferite instrumente pentru a sparge acest material genetic în bucăți înainte de a-l transforma într-o imagine completă. Ca rezultat, cartografierea genomilor a fost din istorie un proces minuțios: începând cu 1990, cercetătorilor au avut nevoie de 13 ani pentru a crea primul model genetic pentru oameni.
Cu toate acestea, tehnologia de cartografiere a ADN-ului pentru diferite specii a avansat rapid în ultimele decenii, iar acest nou proiect marchează un alt pas, reducând timpul de secvențiere de la ani și luni la doar zile.
Pentru a face acest lucru, echipa a folosit cercetări din două proiecte: Proiectul Genomelor Vertebrate și Atlasul european al genomului de referință. Din acestea au dezvoltat algoritmi și software de calculator pentru a asambla segmente genetice scurte într-o hartă genetică completă și, în cele din urmă, au testat cât de bine a reprodus fluxul lor de lucru genomul complet al unui cintez zebră (Taeniopygia guttata), care fusese publicat anterior.
Echipa a descoperit că noua lor tehnologie a fost mai eficientă decât abordările existente la reasamblarea segmentelor genomului și crearea unei hărți precise. Software-ul lor este open-source și disponibil online prin Galaxieo platformă gratuită, bazată pe web, cu sediul la Johns Hopkins și la Universitatea de Stat din Pennsylvania.
„Cred că primul meu gând a fost, wow, chiar au făcut asta să funcționeze.” Elinor Karlsson, director al Vertebrate Genomics Group de la Broad Institute și un profesor la Universitatea din Massachusetts, care nu a fost implicat în studiu, a declarat pentru Live Science. „Este foarte grozav să vedem că nu numai că au reușit să vină cu un sistem care pare să funcționeze bine pe specii destul de diverse, dar au făcut-o pe o platformă care este atât de dedicată științei deschise și a partajării fluxurilor de lucru.”
Pentru această lucrare, cercetătorii s-au concentrat doar pe vertebrate, iar alte specii de animale, plante sau ciuperci ar putea avea „ceva distinctiv sau unic în genomul lor”, ceea ce înseamnă că „unele dintre procesele care sunt în această conductă nu vor funcționa așa cum bine la acea specie”, a spus Karlsson.
Dar acest lucru ar putea fi remediat „prin modificarea câțiva parametri” în tehnica lor, conform lucrării. Scopul cercetătorilor este de a secvenționa genomurile a cel puțin unei specii din toate cele 275 de ordine de vertebrate.