Os pesquisadores mapearam com sucesso os genomas de 51 espécies animais diversas, incluindo gatos, golfinhos, cangurus, pinguins, tubarões e tartarugas.
Esta conquista significativa, liderada por uma equipa da Universidade Johns Hopkins, marca um momento crucial na nossa compreensão da evolução e dos intrincados laços genéticos que ligam os humanos ao reino animal.
Compreendendo a saúde e a evolução humana
Michael Schatz, principal autor do estudo e ilustre professor de ciência da computação e biologia da Bloomberg na Universidade Johns Hopkins, enfatiza o impacto monumental desta descoberta.
“Ser capaz de acessar essa informação genética terá enormes implicações para a compreensão da saúde e da evolução humana”, disse Schatz.
“Muito trabalho sobre compostos de medicamentos começa em camundongos e outros modelos animais, portanto, compreender seus genomas e os genomas de outros animais nos beneficia diretamente.”
A pesquisa foi conduzida em colaboração com o Projeto Genomas de Vertebrados. A equipe se concentrou no sequenciamento dos genomas de 51 espécies animais, priorizando aquelas com relevância significativa para os estudos evolutivos humanos.
Eles superaram as restrições tecnológicas anteriores desenvolvendo algoritmos e software inovadores, reduzindo notavelmente o tempo de sequenciamento do genoma de meses ou mesmo décadas para meros dias.
Conexões de DNA através do mapeamento do genoma animal
O estudo destaca um facto intrigante: os mamíferos, que incluem primatas, cães, gatos, ratos e humanos, partilham entre 50% a 99% de ADN idêntico.
Esta herança genética partilhada remonta a um ancestral comum que viveu há aproximadamente 200 milhões de anos.
Ao comparar os genomas completos destas espécies, os investigadores estão a começar a identificar quando e onde as sequências de ADN divergiram, oferecendo informações vitais sobre a genética humana.
No entanto, o número e a qualidade limitados dos genomas de vertebrados disponíveis já haviam restringido tais estudos comparativos.
Mapear genomas animais, que têm bilhões de caracteres, não é pouca coisa. As tecnologias tradicionais de sequenciamento genético falharam, semelhante à tentativa de um enorme quebra-cabeça onde restam apenas peças do céu azul.
“Você já fez um enorme quebra-cabeça onde em algum momento tudo o que resta é o céu azul e você acha que nunca conseguirá encaixar as peças certas? O software antigo basicamente desistiria dessas partes difíceis do genoma. Esse é o problema com a montagem do genoma”, disse Schatz.
“Nosso novo programa, usando os mais recentes dados de sequenciamento e os mais recentes algoritmos de montagem, sabe como trabalhar com essas peças para obter uma imagem mais completa.”
Democratizando a montagem do genoma
A equipe testou sua tecnologia mapeando o genoma do tentilhão-zebra, uma ave previamente sequenciada para pesquisas de desenvolvimento cerebral.
A nova tecnologia provou ser muito superior na remontagem de segmentos do genoma, criando um mapa genético mais preciso e completo.
Num movimento significativo em direcção à ciência aberta, a equipa disponibilizou gratuitamente o seu software online através do Galaxy, uma plataforma baseada na web.
Com sede na Johns Hopkins e na Penn State, o Galaxy apoia mais de meio milhão de cientistas e educadores em todo o mundo, oferecendo software científico gratuitamente.
“No passado, apenas alguns grupos de investigação de elite teriam acesso aos recursos necessários para montar estes genomas. Agora, qualquer pessoa no planeta com acesso à Internet pode visitar o site e, com apenas alguns cliques no botão, executar diversas ferramentas científicas”, disse Alex Ostrovsky, engenheiro de software da Johns Hopkins na equipe Galaxy, responsável por fazer o ferramentas fáceis de usar para não codificadores.
Implicações e próximos passos para o mapeamento do genoma animal
A equipe, em colaboração contínua com o Projeto Genomas de Vertebrados, pretende sequenciar os genomas de pelo menos uma espécie de todas as 275 ordens de vertebrados.
Schatz compara esse esforço à construção de uma “máquina do tempo evolutiva”. Este ambicioso projeto irá traçar a evolução dos vertebrados, lançando luz sobre genes e sequências exclusivas dos humanos.
“De certa forma, estamos construindo uma máquina do tempo evolutiva”, disse Schatz. “Podemos rastrear como os vertebrados evoluíram ao longo do tempo e eventualmente deram origem a genes e sequências que são encontrados exclusivamente em humanos. Ter os genes de nossos primos evolutivos mapeados nos ajudará a nos entender melhor.”
Em resumo, esta investigação inovadora de Michael Schatz e a sua equipa marca um avanço significativo no campo da genómica, transformando fundamentalmente a nossa compreensão das ligações evolutivas entre humanos e outros vertebrados.
Ao mapear os genomas de 51 espécies animais diversas e tornar o seu software inovador acessível ao público através da plataforma Galaxy, a equipa democratizou o processo de montagem do genoma, capacitando investigadores em todo o mundo.
O seu trabalho oferece conhecimentos sem precedentes sobre a nossa herança genética e prepara o terreno para futuras descobertas científicas que poderão ter implicações profundas para a medicina, a biologia e a nossa compreensão da intrincada rede da vida na Terra.
O estudo completo foi publicado na revista Biotecnologia da Natureza.
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