Un telescopi pels nostres gens: un nou algorisme permet comparar gairebé un milió i mig de seqüències d’ADN

Hi ha diverses maneres de viatjar al passat.

Una és la macro, amb la mirada cap enfora, observant el comportament de les enormes galàxies i com l’univers que ens envolta ha canviat amb el temps. L’altra és la micro, mirant cap endins, cap als diminuts gens, i comparant també la seva variació entre espècies. Tant una aproximació com l’altra han de fer front a reptes tecnològics.

Per la més macro, el personal científic ha desenvolupat el Telescopi Espacial Hubble que, en òrbita al voltant de la Terra, evita la distorsió provocada per l’atmosfera terrestre.

Per la més micro, fa anys que s’utilitzen programes informàtics que comparen seqüències d’ADN o de proteïnes. Aquesta tècnica, anomenada alineament múltiple de seqüències (MSA), cerca similituds i diferències entre les seqüències biològiques de diverses espècies per desxifrar quant temps fa que dues espècies van divergir i predir com certs canvis específics a un gen o proteïna poden afectar la seva funció. Ens ha permès avançar molt en el coneixement de la nostra història evolutiva, i de la nostra relació amb altres espècies, però té les seves limitacions a l’hora de comparar grans nombres de seqüències; el límit ha sigut durant molt de temps 100.000 seqüències.

L’alineament múltiple de seqüències (MSA) permetia fins ara comparar fins a 100.000 seqüències d’ADN, de diferents espècies. Cerca similituds i diferències entre elles per desxifrar quant fa que dues espècies van divergir i predir com han afectat els canvis.

De 100.000 a 1,4 milions

Ara, un equip d’investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG), liderats per Cedric Notredame, han desenvolupat un algorisme molt més eficient que permet comparar a la vegada 1,4 milions de seqüències – 10 cops més del que es podia fins el moment. Com més seqüències puguin comparar-se alhora, més enrere en el temps podem anar.

Les noves tècniques de seqüenciació ens permeten seqüenciar més i més genomes; per exemple, el projecte Earth BioGenome preten seqüenciar i catalogar el genoma de tota la diversitat d’organismes eucariotes de la Terra – uns 1,5 milions de seqüències. Ara, aquesta nova tècnica desenvolupada al CRG ens permetrà comparar-les entre elles per desxifrar les seves relacions i història evolutiva.

“Hi ha una gran quantitat de ‘matèria obscura’ en biologia que encara no hem identificat, tant en el nostre genoma com en el d’altres organismes que, encara que aparentment irrellevants, poden tenir un paper fonamental en la promoció de la salut humana i la del nostre planeta, com el descobriment de CRISPR en les arquees”, conclou Cedric. “El nostre desenvolupament podrà ajudar a analitzar els genomes amb més detall, a trobar les agulles al paller dels genomes de la vida.”