Año 2010. Nuestros océanos son cada vez más caliente y más ácidos cada año, como resultado, los arrecifes de coral están disminuyendo rápidamente. El Biólogo Mikhail Matz realiza el monitoreo de este proceso a nivel genómico, en previsión de desarrollos evolutivos que pueden indicar mejores noticias.
” Los corales tienen un gran potencial para evolucionar, y este es el momento de que ellos lo hagan “, dijo Matz, profesor asistente de biología integrativa en la Universidad de Texas en Austin y un experto en ADN de coral. “Quiero verlos muy de cerca como es el caso para ver cómo funciona la evolución.” Hace sólo unos años, el estudio de un organismo como el coral a través de sus genes habría sido imposible debido al costo y el tiempo necesarios. Ahora, con la aparición de dispositivos de próxima generación de secuenciación de genes, los científicos se están moviendo más allá de los ratones, moscas y gusanos – las plataformas tradicionales de investigación de ADN – para estudiar la composición genética de una variedad mucho más amplia de organismos.
En 2009, Matz y su equipo secuenciaron el transcriptoma entero (el conjunto de todas las moléculas de ARN, lo que refleja los genes en el trabajo en un momento dado) de una política común de coral del Pacífico por una fracción del coste de los esfuerzos anteriores. A efectos de Matz, el transcriptoma es un recurso mejor que el genoma, ya que proporciona un resumen conciso de la información pertinente al estudio de la evolución. El estudio de Matz fue una de las primeras secuencias de éxito completo de un transcriptoma de un organismo modelo.Sin embargo, la secuenciación del transcriptoma de un organismo es sólo el comienzo. El siguiente paso es interpretar los datos genéticos para establecer conexiones entre los genes y rasgos.
” ¿Cómo funciona la unidad de la variación del genoma en función de los genes, y cómo llevar a alteraciones fisiológicas y, finalmente, la adaptación a los cambios del entorno? ” Matz preguntó. “Queremos forjar estos vínculos.”
Matz es uno de los primeros investigadores en el uso de secuenciadores de última generación para estudiar la evolución . De este modo, se está desarrollando un flujo de trabajo que permitirá a la comunidad en general de biologos para utilizar la secuenciación de próxima generación con eficacia. “Imagínese que alguien tenga una evolución – o una pregunta relacionada con la biomedicina que se pueden abordar mejor mediante un gusano marino oscuro como un modelo “, explicó Matz . ” Queremos mostrar cómo hacerlo – básicamente, cómo elevar tu gusano favorito para el estado de modelo de genómica con todo en regla en cuestión de varios meses“.
Tal vez , paradójicamente, uno de los mayores problemas para los biólogos es que secuenciadores de última generación producen demasiados datos . Toma el Texas Advanced Computing Center (TACC) Guardabosque superordenador , con su enorme tamaño y velocidad, para dar sentido completo de los datos. TACC es uno de los 11 sitios asociados alrededor de los EE.UU. que componen el TeraGrid. Financiado por la National Science Foundation (NSF), TeraGrid es el más grande del mundo, más completo, de ciberinfraestructura distribuida para la investigación científica abierta. En la actualidad, los recursos TeraGrid incluyen más de un petaflop (mil billones de uno de cálculos por segundo) de la capacidad de computación y más de 30 petabytes de almacenamiento en línea y datos de los archivos, con rápido acceso y recuperación a través de redes de alto rendimiento. Matz se basa en Ranger para poder experimentar con distintos enfoques, seleccione los procedimientos óptimos y, finalmente, llevar el análisis en el alcance de las computadoras de escritorio estándar. Al mismo tiempo, Matz sigue analizando los resultados de coral en espera por los indicios de la evolución genómica. ” Los corales se están muriendo de vejez, sí, pero eso es parte de una evolución. Esto puede ser una noticia horrible, o esta puede ser una buena noticia, todo dependiendo de cómo la nueva generación de corales evoluciona “, dijo Matz . ” Una vez que sabemos cómo evolucionan los corales, es posible que podamos hacer algo para ayudarles en esto, o al menos evitar estar de pie en el camino de la evolución.”
– Aaron Dubrow , Texas Advanced Computing Center, aarondubrow@tacc.utexas.edu – Este artículo Detrás de las escenas se proporcionó a Live Science en colaboración con la Fundación Nacional de Ciencias. Los investigadores: Mikhail Matz – Instituciones Relacionadas / Organizaciones: Universidad de Texas en Austin Final del formulario