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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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