Secuenciar todas las especies eucariotas conocidas en un plazo de diez años es el objetivo con el que arrancó en 2018 una iniciativa científica global que ahora entra en una nueva fase: de los proyectos piloto a la secuenciación a gran escala. Varios centros españoles participan en ella.
Las aplicaciones que tiene el estudio de los genomas de la biodiversidad que nos rodea son múltiples: conseguir mejoras en la conservación de especies, descubrir nuevos medicamentos, adaptarse al cambio climático o incluso prevenir pandemias.
Sin embargo, el desarrollo de esas secuenciaciones de genomas de referencia para las especies no implica estos avances por sí mismos. Son las aplicaciones y herramientas posteriores —que utilizan dichos genomas— las que pueden mejorar significativamente nuestra vida y las de las especies con las que convivimos.
Por esta razón existen varias iniciativas como el California Conservation Genome Project, el Darwin Tree of Life Project, el Vertebrate Genome Project y Bird Genomes Project.
En 2018 arrancaba otra, el Proyecto BioGenoma de la Tierra (EBP, por sus siglas en inglés), liderado a escala global por la Universidad de California en Davis (EE UU), en la que varios centros de investigación españoles están aportando también sus esfuerzos para secuenciar la biodiversidad del planeta. Entre ellos, el Centro de Regulación Genómica (CRG), la Universidad de Barcelona (UB), el Instituto de Biología Evolutiva (IBE-UPF) y la Universidad Autónoma de Barcelona. Además, cuenta con el apoyo del Instituto de Estudios Catalanes.
Acaban de entrar en una nueva fase del proyecto en la que se ha empezado ya a trabajar en la secuenciación del ADN de los 1,8 millones de especies
Estas y otras muchas instituciones internacionales trabajan de forma coordinada para cartografiar los genomas de todas las plantas, animales, hongos y otros organismos microbianos de la Tierra. Ahora, acaban de entrar en una nueva fase del proyecto en la que se ha empezado ya a trabajar en la secuenciación del ADN de los 1,8 millones de especies. La revista Proceedings of the National Academies of Sciences ha publicado varios comentarios sobre los avances, así como las cuestiones éticas, jurídicas y sociales que conlleva.
“Estamos estudiando aquellas especies con nombre, esto es importante porque seguramente a medida que vayamos avanzando en el análisis descubriremos especies nuevas de las cuales no sabemos nada. Por otra parte, otras que pensamos que son diferentes a lo mejor descubrimos que son la misma. El ADN es lo que nos define como especie y este es un proyecto extremadamente ambicioso”, explica Montserrat Corominas Guiu, investigadora de Instituto de Biomedicina de la UB que forma parte del EBP.
Una red de redes cooperativa
El proyecto funciona como una red internacional que coordina numerosos esfuerzos a escala grupal, regional y nacional de secuenciación genómica. “Es una red de redes, con muchos nodos interconectados. Puedes pertenecer a este proyecto porque estudias, por ejemplo, todos los vertebrados de la Tierra, sin importar de dónde vienen las muestras, siempre que realices la secuenciación de acuerdo con unas normas establecidas por la EBP en general. Hay un concepto muy importante que resaltar: los resultados tienen que ser públicos y compartidos. No es un proyecto de competición, sino de cooperación”, subraya la científica.
Desde el CRG, Roderic Guigó, coordinador del programa bioinformático y miembro de la Sociedad Catalana de Biología, lidera la iniciativa de secuenciar la biodiversidad de los seres vivos en Cataluña. “Nosotros tenemos una experiencia muy fuerte en bioinformática y en genómica, que son esenciales para este proyecto, por ello pensamos que deberíamos formar parte de él”.
La iniciativa catalana busca priorizar la secuenciación de especies endémicas, con el objetivo de secuenciar todas las especies de los territorios catalanes
La iniciativa catalana para el proyecto pretende priorizar la secuenciación de especies endémicas, con el objetivo de secuenciar todas las especies de los territorios catalanes. En este sentido, colaboran grupos de investigación de las Islas Baleares, de Valencia, así como de Francia y, desde hace unos meses, de Andorra.
“La cuestión endémica es muy compleja, porque la separación de la biodiversidad en regiones o países tiene poco sentido. En los países catalanes se estima que hay unas 40.000 especies eucariotas, pero en toda la península ibérica viven más de la mitad de todas las especies que se encuentran en Europa. Es el hotspot más importante de Europa”, argumenta Guigó.
Más allá de la catalogación de especies
En Europa, el proyecto más avanzado e importante de estas características es el Darwin Tree of Life, que en cuestiones de estudio de la biodiversidad es bastante más pobre que la que se encuentra en la península ibérica, pero por su tradición científica y por el soporte institucional que tienen del Wellcome Trust —tradicionalmente vinculado a la financiación biomédica—, no es comparable en recursos.
Sin embargo, para el científico del CRG, otro aspecto a destacar del EBP es se trata de una iniciativa en la que es relativamente fácil implicar a la gente. “Los animales y las plantas son cosas que gustan y conocen”.
Por otro lado, las aplicaciones son diversas. “Nosotros lo vemos como un proyecto de catalogación, pero también nos permitirá entender mucho mejor todos los procesos biológicos. Por ejemplo, utilizar ratones como modelo biológico sirve para algunas enfermedades humanas, pero no para otras. Es muy posible que haya otros seres vivos que por su fisiología sean modelos mucho mejores. Entender la diversidad de la vida nos interesa, porque nos ayuda a entender nuestra propia biología”, recalca.
Utilizar ratones como modelo biológico sirve para algunas enfermedades humanas, pero no para otras. Entender la diversidad de la vida nos interesa, porque nos ayuda a entender nuestra propia biología
Roderic Guigó
Otro aspecto sería su aportación al campo de la medicina regenerativa, “uno de los más vistosos de la medicina”. En este sentido, existen especies que se pueden regenerar a partir de unas pocas células, mucho mejor que otras como los mamíferos. “Si tú tienes un catálogo del genoma de todas estas especies y ves cuales se pueden regenerar tienes una capacidad de entender mejor los mecanismos moleculares están implicados y eventualmente aplicarlo”, concluye Guigó.
Frenar la pérdida de biodiversidad
Se prevé que la Tierra perderá el 50 % de su biodiversidad a finales de este siglo si no se toman medidas para frenar el cambio climático y proteger la salud de los ecosistemas mundiales. Para los investigadores implicados, gracias a esta biblioteca digital de secuencias de ADN de toda la vida eucariota conocida, se podría avanzar en prevenir la pérdida de biodiversidad y la propagación de patógenos, mejorar los servicios ecosistémicos, y vigilar y proteger los ecosistemas.
“Se hace la secuenciación según unos estándares de trabajo para que los resultados obtenidos sean compatibles y se puedan comparar”, señala Corominas Guiu. “Desde la Sociedad Catalana de Biología, que está dentro del Instituto de Estudios Catalanes, tomamos la iniciativa porque nos llegó el dinero de un legado de un presidente de esta sociedad a través de sus descendientes y pensamos que podíamos participar en el EBP”, añade.
Se hace la secuenciación según unos estándares de trabajo para que los resultados obtenidos sean compatibles y se puedan comparar
Montserrat Corominas Guiu
Existe un alto grado de especies que conocemos en todo el planeta, por lo que actualmente la ambición es proteger la biodiversidad de lo que conocemos. Si el conocimiento se amplía, las políticas de protección también se pueden aumentar. “Cuanto más sepas, más puedes intervenir de forma fiable”, indica la investigadora.
El año pasado surgió otra iniciativa denominada European Reference Genome Atlas (ERGA, por sus siglas en inglés), que apareció para coordinar todo lo que se genere dentro del EBP en Europa. Los investigadores tienen dos reuniones mensuales de ERGA, otras dos del proyecto catalán y una más del EBP internacional. “Es mucho trabajo con una financiación bastante escasa. Sale adelante por la motivación de la gente implicada”, concluye Corominas Guiu.
Las principales actividades de los tres primeros años han sido el desarrollo y la evaluación de normas y estrategias, la organización de proyectos regionales, nacionales y transnacionales, y la creación de comunidades mediante reuniones periódicas de los comités de trabajo y una conferencia anual.
El EBP ha creado cinco comités de normas técnicas formados por miembros voluntarios de la comunidad científica mundial de la genómica, para la recogida y procesamiento de muestras, secuenciación y ensamblaje, recopilación, análisis e informática. Las versiones actuales de los documentos están disponibles en su web.
Fuente: SINC
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