Lo que el nuevo pangenoma revela sobre los genes bovinos
Se descubren nuevos genes y funcionalidades
Cuando los investigadores de la ETH de Zúrich compararon los genomas de referencia de varias razas de ganado doméstico y de ganado salvaje estrechamente relacionado, descubrieron genes con funciones desconocidas hasta entonces.
Imagen simbólica
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La investigación genética moderna suele trabajar con lo que se conoce como genomas de referencia. Estos genomas comprenden datos de secuencias de ADN que los científicos han reunido como ejemplo representativo de la composición genética de una especie.
Para crear el genoma de referencia, los investigadores suelen utilizar secuencias de ADN de un solo individuo o de unos pocos, que pueden representar mal la diversidad genómica completa de los individuos o subpoblaciones. El resultado es que una referencia no siempre se corresponde exactamente con el conjunto de genes de un individuo concreto.
Hasta hace unos años, generar esos genomas de referencia era muy laborioso, caro y requería mucho tiempo. Por ello, los investigadores se concentraban en los genomas humanos y en los organismos modelo biológicos más importantes, como el gusano redondo C. elegans.
Sin embargo, ahora que los investigadores tienen acceso a máquinas de secuenciación rápidas, a sofisticados algoritmos que ensamblan las lecturas de las secuencias de ADN en cromosomas completos y a una potencia de cálculo mucho mayor, la creación de genomas de referencia para otras especies es cada vez más práctica. Si los investigadores quieren comprender mejor la evolución y otras cuestiones fundamentales de la biología, necesitan genomas de referencia de alta calidad para el mayor número posible de especies.
Esto incluye al ganado. En el caso del ganado doméstico(Bos taurus), hasta hace poco sólo se disponía de un único genoma de referencia: el de una vaca Hereford llamada Dominette. Los investigadores habían comparado anteriormente otras secuencias de ADN del ganado con esta referencia para detectar variaciones genéticas y definir los genotipos correspondientes. Sin embargo, como no contenía ninguna variante genética por la que se diferenciaran los individuos, la referencia anterior no reflejaba la diversidad de la especie.
Se ha colmado la brecha
Un equipo de investigación dirigido por Hubert Pausch, profesor adjunto de Genómica Animal en la ETH de Zúrich, ha colmado ahora esta laguna: con los genomas de otras tres razas de ganado doméstico, entre ellas la Brown Swiss(Original Schweizer Braunvieh), dos (sub)especies estrechamente relacionadas como el cebú y el yak, y el genoma de referencia existente para el ganado doméstico, los investigadores han creado un "pangenoma". El estudio que detalla estos hallazgos acaba de publicarse en la revista científica PNAS.
Este pangenoma del ganado integra las secuencias contenidas en los seis genomas de referencia individuales. "Esto significa que podemos revelar con gran precisión qué secuencias faltan, por ejemplo, en el genoma de referencia basado en el Hereford, pero están presentes, por ejemplo, en nuestro genoma del Brown Swiss o en los genomas de otras razas y especies de ganado", afirma Pausch.
Descubrimiento de nuevos genes y funcionalidades
De este modo, los investigadores de la ETH descubrieron numerosas secuencias de ADN e incluso genes enteros que faltaban en el anterior genoma de referencia de la vaca Hereford. En un paso más, los investigadores investigaron las transcripciones de estos genes (moléculas de ARN mensajero), lo que les permitió clasificar algunas de las secuencias recién descubiertas como funcionalmente y biológicamente relevantes. Muchos de los genes que descubrieron están relacionados con funciones inmunitarias: en los animales que tuvieron contacto con bacterias patógenas, estos genes eran más fuertes o menos activos que en los animales que no tuvieron contacto con los patógenos.
Este proyecto fue posible gracias a una nueva tecnología de secuenciación que está disponible en el Centro de Genómica Funcional de Zúrich desde hace un año. Con esta nueva tecnología, los investigadores son capaces de leer con precisión largas secciones de ADN, reduciendo la complejidad del proceso informático necesario para ensamblar correctamente las secciones analizadas. "La nueva tecnología simplifica el proceso de ensamblaje del genoma. Ahora podemos crear genomas de referencia de forma rápida y precisa desde cero", afirma Pausch. Además, este tipo de análisis también cuesta menos, lo que significa que los investigadores pueden ahora generar genomas con calidad de referencia de muchos individuos de una especie.
Los investigadores de la ETH colaboran estrechamente con el Consorcio del Pangenoma Bovino, que quiere crear un genoma de referencia de al menos un animal de cada raza bovina del mundo. También tiene previsto analizar así la composición genética de los parientes salvajes del ganado doméstico.
Es posible una cría más selectiva
El consorcio y el profesor Pausch de la ETH esperan que la colección de genomas de referencia les ayude a hacer descubrimientos útiles, como las variantes genéticas que ya no están presentes en los animales domésticos, pero que sus parientes salvajes aún poseen. Esto proporcionaría pistas sobre qué características genéticas se perdieron como resultado de la domesticación.
"Las cosas se ponen realmente interesantes cuando comparamos nuestro ganado autóctono con el cebú o con razas adaptadas a otras condiciones climáticas", explica Pausch. Esto permite a los investigadores averiguar qué variantes genéticas hacen que los animales de entornos tropicales sean más tolerantes al calor. El siguiente paso podría ser utilizar deliberadamente los cruces para introducir estas variantes en otras razas de ganado o precisamente introducirlas mediante la edición del genoma. Sin embargo, eso está todavía muy lejos. Por el momento, los investigadores pueden beneficiarse de la mayor rapidez y precisión que el nuevo pangenoma bovino aporta al proceso de detección de los genes y variantes de ADN que difieren entre las razas bovinas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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