Europa s’ha posat les piles per frenar la pèrdua de biodiversitat. El setembre passat, va arrencar de manera oficial el projecte Biodiversity Genomics Europe (BGE), finançat per la Unió Europea amb 21 milions d’euros amb l’objectiu de donar una empenta a la genòmica com a eina per a la conservació de la biodiversitat a Europa.
Per a aconseguir-ho, aquest projecte paraigües reuneix dues xarxes europees existents basades en dues tecnologies diferents de l’ADN:
- European Reference Genome Atlas (ERGA), que és el node europeu del Projecte del Biogenoma de la Terra (EBP) liderat des d’EUA. A la vegada, l’ERGA inclou altres iniciatives a nivell regional (com la Iniciativa Catalana) o a nivell taxonòmic (com el projecte dels genomes de vertebrats). L’objectiu d’ERGA i del projecte del biogenoma de la terra és promoure i facilitar la seqüenciació del genoma sencer de tota la biodiversitat eucariota.
- BIOSCAN, que forma part de la xarxa International Barcode of Life (IBOL), liderada des de Canadà. Aquesta pretén determinar, no el genoma sencer, sinó unes seqüències curtes d’ADN (un o pocs gens) que actuen com uns codis de barres. Aquests serveixen per a diferenciar entre espècies, igual que, per exemple, els codis de barres convencionals distingeixen diferents productes en un supermercat. Aquest projecte pretén fer el barcoding de milers d’individuus de cada espècie.
Són dues estratègies diferents, dos extrems d’un rang, comenta la Rosa Fernández, investigadora de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF) i representant del consell espanyol de l’ERGA. És el que en anglès s’anomena “depth vs breadth” (profunditat versus amplitut). I el tipus d’aproximació depèn del que es vulgui aconseguir.
D’una banda, amb la seqüenciació completa se seqüencia totalment el genoma d’un o pocs individus de cada espècie (amb un cost d’uns 5000€ per gigabase del genoma). Això ofereix més informació genòmica per entendre l’arbre de la vida (especialment dels organismes menys coneguts), estudiar l’evolució i adaptacions de les espècies, que es podran aplicar per a la seva conservació, o fins i tot descobrir substàncies produïdes per aquests organismes que poden ser rellevants a nivell biomèdic.
D’altra banda, amb el barcoding se seqüencia només un gen de milers d’individus, obtenint molt poca informació de moltíssims individus de forma barata (uns 3-4€ per gen de cada espècie). Això permet entendre la composició de les comunitats i biomonitoritzar-les, tenir una millor idea de la variabilitat, identificarespèces críptiques i veure quines poblacions tenen més diversitat genètica, per així poder gestionar la biodiversitat.
El 80% de les espècies del món encara no han estat descobertes o descrites a nivell científic. Per això, el projecte pretén crear un codi de barres d’ADN per a cada espècie, per tal de crear un “inventari de la vida a la Terra”.
En aquesta primera fase, el projecte BGE pretén seqüenciar al voltant de 500 espècies i aconseguir els «codis de barres» de varis milers d’espècies més, mitjançant ERGA i BIOSCAN.
Col·laboració a gran escala, lideratge des de l’IBE i el paper del CNAG
Un projecte d’aquesta envergadura és impossible fer-lo en solitari. Per això compta amb un volum de col·laboracions científiques sense precedents, amb uns 30 socis de 20 països europeus.
A nivell d’Espanya, deu centres del CSIC han rebut 1,4 M€: 800.000 per a ERGA i 600.000 per a BIOSCAN. Això en part cubrirà la recol·lecció de mostres d’unes 50 espècies endèmiques i protegides de la Península Ibèrica per a secuenciar els seus genomes, com a part dels 500 genomes de referència que pretén seqüenciar ERGA. La recol·lecció de les mostres, coordinada des de l’IBE, una gran feina de gestió que implica primer la selecció de quines espècies van a seqüenciar-se, i després lidiar amb tota la logística de recol·lecció, des de col·lectar en gel sec i els permisos necessaris, fins a enviar les mostres als serveis de seqüenciació.
“Per no reinventar la roda, cal molta coordinació”
Rosa Fernández (IBE:CSIC-UPF)
La part de seqüenciació i assemblatge dels genomes serà precisament la responsabilitat d’un altre dels centres vinculats al PRBB, el CNAG-Centre de Regulació Genòmica (CRG). El Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica és un dels cinc principals centres de seqüenciació i anàlisi de dades d’ADN que contribuiran al projecte. Es calcula que participarà a l’assemblatge del genoma de referència de més de 100 espècies (les 50 espanyoles i d’altres provinents de la resta d’Europa), que es posaran a disposició de la comunitat internacional a través de repositoris públics.
Les espècies a seqüenciar al projecte Biodiversity Genomics Europe (BGE) provenen de:
- 3 hotspots de biodiversitat, a Espanya, Grècia i Eslovènia, a cadascun dels quals se seqüenciaran al voltant de 50 espècies endèmiques del país.
- community samplings: espècies nominades per tota la comunitat d’ERGA a nivell europeu, amb èmfasi a recol·lectar i seqüenciar espècies de tots els països.
- espècies concretes considerades ‘casos d’estudi’ pel seu interès especial, per exemple com a transmissors de malalties, etc.
Però com s’escullen les espècies concretes a seqüenciar? «Estem desenvolupant unes normes de priorització per al community sampling, per decidir quines espècies se seqüencien. Aquestes inclouen l’interès de les espècies (e.g. si no hi ha cap altre membre d’aquesta família seqüenciat), la mida del genoma, una bona representació a nivell de països, etc.», explica Fernández. «A més, la idea també és guardar parts de les mostres en museus, i per això tenim col·laboracions amb el Museu de Ciències Naturals de Madrid, entre d’altres», afegeix la biòloga. I també hi ha una part de diners per ajudar a desenvolupar cultius cel·lulars d’espècies per a les quals encara no existeixen – una mena de criozoo que dirigirà Tomàs Marquès-Bonet, també de l’IBE.
“Espanya aportarà els genomes de referència d’aproximadament 50 espècies en el marc del projecte. L’IBE coordinarà la recol·lecció de les mostres, i el CNAG en realitzarà la seqüenciació”
Un gran projecte ple de reptes
Com cal esperar, un projecte així comporta grans reptes. «En processos tan llargs i complexos és difícil predir tots els passos intermedis i com connectar-los – la recol·lecció, la seqüenciació i anàlisi; des de qui s’encarrega de cada cosa o qui ha d’estar a cada reunió, a entendre què necessiten les persones que vénen al pas posterior», ens explica Fernández. «Tenim persones expertes en diferents camps, i de vegades no parlem el mateix idioma… una persona que treballa al camp, o algú que fa experiments al laboratori, o algú que fa anàlisis computacionals… es treballa a diferents ritmes, es necessiten coses diferents. I també cal tenir en compte temes legals i ètics de la recol·lecció i enviaments de mostres. Per exemple, ara enviar una mostra de Grècia a Anglaterra necessita uns permisos que no es necessiten per enviar-les des d’Espanya».
A banda dels temes logístics, hi ha reptes més aviat conceptuals. «Definir bé què és un genoma de referència (és a dir, de qualitat suficient), que és el que pretén aquest projecte, no sempre és fàcil. Intentem aconseguir genomes d’alta qualitat, però aquesta qualitat la definim segons l’experiència que tenim de vertebrats, que són molt homogenis. Tot i això, els animals no model són molt més variables, més desconeguts, i potser el màxim de qualitat possible és molt més baixa que la de vertebrats», explica la investigadora.
