sexta-feira, 14 de setembro de 2018

Plano para construir uma arca de Noé inclui um escalonamento de 66.000 espécies

Isso nos faz pensar e se. . . Noé fez isso também no passado?



Um consórcio internacional envolvendo mais de 50 instituições anunciou um projeto ambicioso para montar sequências genômicas de alta qualidade de todas as 66 mil espécies de vertebrados na Terra, incluindo todos os mamíferos, aves, répteis, anfíbios e peixes. Com um custo total estimado em US $ 600 milhões, é um projeto de proporções bíblicas.

É chamado de Projeto de Genomas Vertebrados (VGP) e está sendo organizado por um consórcio chamado Genome 10K ou G10K. Como o próprio nome indica, este grupo planejou inicialmente sequenciar os genomas de pelo menos 10.000 espécies de vertebrados, mas agora, devido a tremendos avanços e reduções de custos nas tecnologias de sequenciamento genético, G10K decidiu aumentar a parada, com o objetivo de sequenciar ambos e indivíduo feminino de cada uma das aproximadamente 66.000 espécies de vertebrados na Terra.

Co-fundadores do projeto anunciaram a nova meta ontem em uma coletiva de imprensa realizada durante a sessão de abertura da conferência Gene 10K de 2018, atualmente realizada na Universidade Rockefeller, em Nova York. O projeto envolverá mais de 150 especialistas de 50 instituições em 12 países.

O anúncio vem em conjunto com o lançamento de 14 novos genomas de alta qualidade para espécies representando todas as cinco classes de vertebrados, incluindo genomas do morcego-ferradura maior, lince canadense, ornitorrinco, beija-flor de Anna, o papagaio kakapo (dos quais existem apenas 150 sobreviventes indivíduos), a tartaruga do deserto de Goode, o ceciliano de duas linhas (um estranho anfíbio sem membros que parece uma cobra) e o poleiro de escalada. Esses 14 genomas, e aqueles compilados ao longo do projeto, serão disponibilizados aos cientistas para fins de pesquisa.

De fato, há mais no VGP do que apenas sequenciar genomas de animais. Como o Projeto Genoma Humano, esse esforço certamente produzirá avanços nos métodos de sequenciamento de alta resolução e montagem do genoma, ao mesmo tempo em que resultará em custos mais baixos e menos erros. O projeto também abordará questões importantes em biologia e doenças, e causará impactos imediatos nos campos da evolução, genômica e biologia da conservação. Nesse último ponto, um catálogo completo das espécies de vertebrados da Terra poderia servir como uma salvaguarda contra a extinção - tanto em termos de prevenir a extinção como, possivelmente, reviver espécies extintas no futuro.

Falando na conferência de imprensa ontem, Oliver Ryer, co-fundador da G10K e diretor do Instituto de Pesquisa de Conservação do Zoológico de San Diego, disse que a VGP tem o potencial de "transformar todos os domínios da biologia". razões para a extinção, incluindo a presença de mutações deletérias, endogamia e gargalos genéticos. Como exemplo, Ryer descreveu a descoberta de um gene deletério recessivo entre os condores da Califórnia , dizendo que "agora podemos identificar pássaros que são portadores desse traço letal". Em última análise, ele acredita que o projeto nos tornará "melhores administradores da vida na Terra". e nos permitem "preservar nossa herança biológica".

Quando o G10K foi lançado, há 10 anos, seus membros não tinham ideia de quanto tempo levaria para sequenciar genomas de qualidade suficiente para fazer boa ciência e fazê-lo de forma acessível.

"Estou incrivelmente empolgado porque agora estamos em condições de acertar", disse David Haussler, co-fundador do G10K e diretor do Instituto de Genômica de Santa Cruz da UC, na reunião de ontem. "Agora é realmente a hora de começar", acrescentando: "não temos desculpa para não fazer isso".

Para gerar conjuntos genômicos de alta qualidade, a equipe do VGP enfatiza as “leituras longas” sobre as “leituras curtas”, o que significa que as tecnologias de sequenciamento que produzem partes mais extensas de dados genéticos contíguos serão favorecidas sobre aquelas que produzem dados mais curtos. Isso facilitará consideravelmente a montagem das seqüências de DNA em cromossomos inteiros. Então, em vez de ter que trabalhar com um quebra-cabeça contendo milhões de peças, as leituras longas resultarão em um quebra-cabeça com milhares de peças.

Além disso, os pesquisadores se absterão de combinar cromossomos masculinos e femininos em um único genoma - uma prática comum que está resultando em muitos erros. Em vez disso, a equipe reunirá o DNA paterno e materno dos indivíduos em um processo conhecido como phasing. Como disse Gene Myers, membro da equipe da VGP e principal pesquisador do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular, ontem, cada espécie será um negócio "feito e feito", o que significa que a qualidade das sequências será tão boa. que o trabalho não deveria ter que ser repetido no futuro. Dessa forma, "podemos continuar com a ciência", disse ele.

Em termos de processo, os pesquisadores construirão sequências de leitura longa com uma montagem inicial de partes do cromossomo chamadas “contigs”. Esses pedaços serão unidos para criar peças ainda maiores, chamadas de andaimes, que serão ligadas a outras para criar montagens ainda maiores, até os cromossomos de tamanho normal. Mapas ópticos de DNA e algoritmos de computador ajudarão no processo, garantindo a ordem sequencial adequada e sinalizando quaisquer erros estruturais.

“Os avanços no sequenciamento de leitura prolongada e nas tecnologias de andaimes de longo alcance estão revolucionando o sequenciamento de DNA de novo [começando do zero]”, disse Myers. “Depois de um hiato de 10 anos, essa tendência me inspirou a voltar à assembleia do genoma, pois acredito que finalmente conseguiremos produzir reconstruções de genoma de telômero para telômero quase perfeitas e, se as tendências de custo atuais continuarem, por menos de US $ 1.000. em média por espécie de vertebrado, alterando dramaticamente a paisagem da genômica ”.

De fato, não foi há muito tempo que custou milhões de dólares e anos de esforço para completar o genoma de um único animal. Novas tecnologias de seqüenciamento poderão em breve possibilitar a criação de um genoma inteiro em uma única semana, disse Adam Phillippy, presidente da assembléia do G10K e chefe do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano do NIH. Agora, custa cerca de US $ 30.000 para sequenciar o DNA de uma nova espécie pela primeira vez.

As novas sequências serão armazenadas e disponibilizadas publicamente no banco de dados da Genome Ark, uma biblioteca de acesso aberto digital de genomas. Os patrocinadores corporativos DNAnexus e Amazon Web “têm sido fundamentais para fazer esse projeto decolar”, disse Phillippy.

"Este projeto é estranho e escandaloso, mas é viável e inevitável", disse Harris Lewin, membro da equipe VGP da UC Davis, na coletiva de imprensa.

Serão necessários cerca de US $ 600 milhões para completar todas as fases do VGP, de acordo com um comunicado de imprensa do G10K. Para financiar o projeto, a G10K está adquirindo dinheiro de instituições privadas e patrocinadores corporativos. Mas o consórcio também está fazendo algum crowdsourcing, já tendo recolhido US $ 2,5 milhões dos US $ 6 milhões necessários para a primeira fase do projeto (a primeira fase envolverá o sequenciamento de pelo menos um indivíduo de todas as 260 ordens de vertebrados vivos).

Todas as hipérboles à parte, este é um dos projetos mais ambiciosos que já vimos há algum tempo, rivalizando com o Projeto Genoma Humano (HGP), o Projeto Conectoma Humano (um esforço contínuo para mapear todas as conexões do cérebro humano), e o O projeto irmão da VGP, o Earth BioGenome Project (EGP), foi anunciado no início deste ano. O objetivo do EGP é sequenciar todos os eucariotos (existem cerca de 8,7 milhões de espécies no planeta ), a um custo estimado de US $ 4,7 bilhões. Em um e-mail para o Gizmodo, um porta-voz da G10K disse que a EGP estará funcionando como o órgão de coordenação, e os genomas de vertebrados da VGP serão contribuídos para o esforço geral para eliminar a replicação de trabalho.

Nenhum cronograma foi dado para o projeto VGP, mas como o HGP demonstrou, um início lento não reflete necessariamente o ritmo geral de um projeto. Com o passar do tempo, e à medida que as tecnologias e técnicas melhoram, os pesquisadores da VGP devem começar a ver retornos acelerados, tanto em termos de velocidade quanto de redução de custos. Uma vez concluído, teremos um repositório notável à nossa disposição, do qual até mesmo Noé se orgulharia.