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Le concept de "pangénome"
Les séquences génétiques pourraient être infinies
par Marta Morales
26 septembre 2005

Comme nous l'avons fait précédemment, nous empruntons à nos amis du magazine scientifique en ligne espagnol Tendencias Scientificas http://www.wmaker.net/tendencias/index.php, que nous remercions, un de leurs excellents articles. Celui-ci commente une récente communication émanant de l'Institute for Genomic Research (TIGR). Une équipe étudiant le génome de la bactérie Streptococcus agalactiae, responsable notamment d'infections chez les nouveaux-nés, a découvert qu'il était pratiquement impossible de décrire complètement les séquences génétiques des différents variants de cette bactérie. La même observation s'applique à d'autres bactéries et à des virus tels que ceux de la grippe. Le nombre de gènes susceptibles d'apparaître dans ces séquences semble théoriquement infini, de nouveaux gènes significatifs se manifestant à chaque observation. Ceci leur a paru nécessiter la création du nouveau concept de "pangénome" qui pourrait se révéler utile pour la mise au point de thérapeutiques plus efficaces que celles existant actuellement, face à des germes devenant poly-résistants. Automates-Intelligents

Aunque el desarrollo de la tecnología para obtener la secuencia genética de seres vivos ha revolucionado el estudio de las bacterias que afectan a la vida humana y propiciado la aparición de eficaces vacunas, la realidad es que la secuencia de un simple genoma no refleja cómo la variabilidad genética provoca la patogénesis en el seno de una especie bacteriana, lo que limita la elaboración de las correspondientes terapias.

Así lo asegura Hervé Tettelin, investigador del Departmento de Microbial Genomics del Institute for Genomic Research (TIGR), miembro de un equipo que ha desarrollado una línea de investigación para resolver esta dificultad en torno a la bacteria Streptococcus agalactiae, principal causa de infección en los recién nacidos.

Tal como explica el TIGR en un comunicado (http://www.tigr.org/news/pr_09_22_05.shtml), el equipo generó la secuencia de seis nuevos genes causantes de las mayores disfunciones en las personas y, extrapolando matemáticamente los datos del estudio, descubrió que el depósito de genes disponible para la inclusión en las secuencias es teóricamente ilimitado. El descubrimiento de la complejidad genética de los organismos vivos ha propiciado la reciente elaboración de un nuevo concepto, el pangenoma (http://www.medscimonit.com/pub/vol_11/no_7/6450.pdf) , que el equipo del TIGR propone usar también para describir su descubrimiento.

Desde que la genética llegara al estudio de los genomas, se han descifrado un gran número de ellos, se han catalogado, analizado y comparado. En cuanto a las bacterias, en la actualidad se tienen bases de datos de un total de 239 genomas bacteriales.

Tras el análisis de la Streptococcus agalactiae, el equipo del TIGR ha llegado a la sorprendente conclusión de que las bacterias y los virus no podrán ser nunca del todo descritos porque sus genomas son interminables. En cualquier secuencia de ADN que se analiza, se encuentran siempre nuevos genes significativos. Y, así, hasta el infinito.

Hasta el momento se han estudiado numerosas partes del ADN. La intención de los investigadores del TIGR es ir más allá, con el fin de cuantificar la cantidad de genes que están asociados a determinadas especies. ¿Cuántos genomas bastan para describir por completo a una bacteria?

Análisis de ocho variaciones de bacterias

Herve Tettelin y sus colegas han publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS (http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0506758102v1) los resultados de la comparación de la secuencia genética de ocho variaciones de la bacteria Streptococcus agalactiae (o Group B Strep -GBS-), capaz de causar infecciones en recién nacidos y en individuos con un sistema inmunológico débil.

El análisis de estos genomas ha permitido descubrir una sorprendente y continúa corriente de diversidad en ellos. Cada una de estas bacterias contiene una media de 1.806 genes presentes en cada una de las hélices, lo que constituye el núcleo del genoma. 439 de estos genes están ausentes en una o más hélices. Modelos matemáticos empleados para este análisis demuestran que continúan emergiendo genes únicos, incluso después de que hayan sido realizadas miles de secuencias.

La extensión de esta diversidad emergente parece no acabarse nunca. Tettelin y sus colegas proponen describir las especies como un “pangenoma”. Según el profesor Victor V. Tetz, el pangenoma es el sistema genético común de todos los seres vivos, sus moléculas orgánicas y sus contenidos genéticos implicados en el almacenamiento y la transmisión de los procesos de la información genética.

El pangenoma, una visión más amplia

El pangenoma tiene implicaciones reales para la biología molecular. Muchos virus patógenos importantes, como el de la gripe, el de la enfermedad venérea de la clamidia o el de las infecciones gastrointestinales, todos estudiados en el TIGR, contienen múltiples hélices con genomas específicos. La perspectiva del pan-genoma para el estudio de estos organismos permitirá comprender mejor cómo surgen los virus patógenos y cómo se pueden dirigir determinadas terapias en condiciones específicas.

Los investigadores del TIGR señalan que el concepto de pangenoma subraya aún más los límites del estudio tradicional del genoma. A menudo, los científicos se refieren a un “tipo” de genoma particular para describir a especies concretas. Ese singular y representativo genoma suele ser simplemente la hélice más sencilla tomada de la Naturaleza o desarrollada en laboratorio.

Por lo tanto, ¿cómo podrían estos genomas reflejar la realidad? Según Tettelin, otras especies de microbios son más limitadas. Comparando ocho Bacillus anthracis (bacteria que causa el ántrax), por ejemplo, Tettelin y sus colegas han descubierto que sólo cuatro genomas son suficientes para caracterizar el pan-genoma de esta especie. Los investigadores tratarán de descubrir ahora más cosas sobre la diversidad de determinadas especies, y como se desarrolla.


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