¿Cuál es el desafío?
- Hemos identificado genes? y otras áreas de interés, pero aún no conocemos su importancia general. ¿Cómo podemos usar la información para responder preguntas biológicas?
¿Qué tenemos que hacer?
- Necesitamos comparar el genoma Hemos secuenciado con otros genomas para identificar similitudes y diferencias.
- El resultado de esta comparación del genoma dependerá de la pregunta que se haga:
Secuenciación de novo
- La secuenciación de novo es cuando el genoma de un organismo se secuencia por primera vez.
- La comparación de genomas después de la secuenciación de novo se basa en encontrar diferencias y similitudes entre los genomas de otros organismos.
- Los científicos comparan las secuencias de ADN para determinar cuán estrechamente relacionadas están dos especies.
Ilustración que muestra una comparación de los genomas de cuatro grandes simios y su relación evolutiva.
Crédito de la imagen: Genome Research Limited
- Esto puede proporcionar una idea del organismo y cómo «funciona».
- Por ejemplo, los datos de secuencia del genoma de un animal recién secuenciado, o organismo modelo, se puede comparar con la secuencia del genoma de un ser humano.
- Al comparar los dos juntos es posible identificar cualquier gen similar. El genoma del ratón, por ejemplo, es muy similar al genoma humano.
- Esta información se puede utilizar para investigar similitudes en los fenotipos del ratón y el humano. Por ejemplo, esto variante genética está relacionado con la sordera en ratones, pero ¿es este el caso en humanos?
- Mutantes También se puede crear (un organismo con una genética específica mutación) para investigar la función de un gen determinado. Por ejemplo, hemos encontrado que este gen está relacionado con el desarrollo del oído, pero ¿cuál es el efecto cuando ese gen no funciona o está ausente por completo?
- La secuenciación del genoma también se ha utilizado para ayudar a combatir la resistencia a los medicamentos en los hospitales.
- Por ejemplo, el bacteria que causa tuberculosis?, Mycobacterium tuberculosis se ha convertido en un problema de salud mundial porque algunas cepas han desarrollado resistencia a muchos antibióticos (tuberculosis multirresistente) haciéndolos casi imposibles de tratar.
- Mediante la identificación de nuevas cepas resistentes de la bacteria y la secuenciación de su ADN, es posible obtener más información sobre cómo farmacorresistencia surgió.
- Los científicos han descubierto que Mycobacterium tuberculosis desarrolla resistencia en varias etapas graduales.
- Al identificar mutaciones en el genoma que están relacionadas con la resistencia a los antibióticos, puede ser posible monitorear las cepas que están a punto de evolucionar a la siguiente etapa de resistencia.
- Luego se pueden desarrollar medicamentos para tratar de interferir con esto. evolución antes de que suceda.
Resecuenciación
- Las variantes genéticas encontradas durante la anotación se evalúan para determinar su importancia. ¿Significan algo o simplemente están ahí como «pasajeros», físicamente vinculados a la variante de interés, pero que no contribuyen a su efecto biológico de ninguna manera?
- Ejemplo de resecuenciación:
- Dos humanos cualesquiera son, genéticamente, alrededor del 99,5 por ciento iguales. El pequeño porcentaje de material genético que varía entre las personas puede proporcionar pistas sobre cuestiones biológicas clave. Por ejemplo, ¿hay una variante dentro de un gen que es un cáncer-causando mutación? ¿Se ha visto esta variante antes en otra persona? Si es así, ¿las características de la enfermedad de esas personas se superponen?
- El Proyecto 1000 Genomas, que se lanzó en 2008, tenía como objetivo producir un catálogo de estas diferencias tomadas de la secuenciación de los genomas de más de 1.000 personas anónimas de 26 poblaciones de todo el mundo. Esperaban que al estudiar las similitudes y diferencias entre cada genoma pudieran explicar las diferencias individuales en susceptibilidad a la enfermedad, respuesta a medicamentos o reacción a factores ambientales.
- El UK10K, lanzado por Wellcome Trust en 2010, tenía como objetivo analizar los genomas de 4.000 personas sanas con los de 6.000 personas que actualmente viven con una enfermedad de presunta causa genética, como la obesidad severa. Al comparar las secuencias del genoma, el estudio ha identificado variantes genéticas asociadas con la salud y la enfermedad, incluidos los niveles de colesterol y la salud ósea. Se espera que la información generada por el proyecto transforme nuestra comprensión de la variación genética.
- Durante estos proyectos, cada genoma secuenciado se ensambla y se anota utilizando la secuencia de referencia del genoma humano original como plantilla.
- Cada uno de estos genomas se compara entre sí y con la secuencia de referencia para encontrar diferencias y similitudes clave que puedan identificar variantes genéticas asociadas con características o enfermedades específicas.
Ilustración que muestra la mutación puntual en el gen de la β-globina responsable del trastorno genético de la sangre β-talasemia.
Crédito de la imagen: Genome Research Limited