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Genoma de Taenia solium (cuatro entidades)

La ciencia genómica en México

Es claro que el proyecto se enmarca en el campo de las ciencias genómicas, aunque su desarrollo abarca a otras áreas de la biología, como la parasitología, la biología molecular, la inmunología y la bioinformática.
Emprender este proyecto de secuenciación de un genoma eucarionte, con incorporación de varios laboratorios de instituciones mexicanas preeminentes, constituye un mecanismo certero para promover una auténtica cultura de ciencias genómicas en México.

Desarrollar un proyecto de este tipo tiene relevancia por varios aspectos. Permitirá profundizar en el conocimiento de la biología del parásito, el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico, vacunas más efectivas y el diseño de fármacos innovadores que contribuyan al tratamiento de pacientes neurocisticercosos.

Objetivo

Caracterizar el genoma de la Taenia solium, agente etiológico de la cisticercosis humana y porcina, y cestodo que constituye un considerable problema de salud y de economía en México y otros países.

Los participantes

El desarrollo del proyecto ayuda a consolidar una nueva manera de hacer ciencia en México, mediante la creación de grupos de trabajo multidisciplinarios y multiinstitucionales. Fue necesario integrar un equipo humano capaz de encarar grandes proyectos en ciencias genómicas, sumando las capacidades existentes en diversas entidades universitarias. Para ello se formó un consorcio en el que participan 21 investigadores y cuatro técnicos académicos de dos institutos, un centro y dos facultades de la UNAM.
El trabajo del consorcio está respaldado por un comité evaluador externo, constituido por destacados investigadores internacionales especializados en ciencias genómicas.
Además de contribuir al conocimiento de un organismo que constituye un problema de salud nacional e internacional (y que tiene una posición filogenético extraordinariamente interesante para efectuar estudios de genómica comparada), el equipo humano resultante de este proyecto podrá enfocar sus esfuerzos futuros en otros proyectos ambiciosos de las ciencias genómicas.
Para dilucidar el genoma de Taenia solium fue necesario desarrollar una considerable capacidad de secuenciación de ADN y un aparato bioinformática paralelo, para almacenar y analizar la información generada.

Etapas del proyecto

Se concibieron dos etapas para el proyecto. La primera, desarrollada en un año (2005-2006), estudió los parámetros fundamentales del genoma (tamaño, cariotipo, densidad de genes, diversidad de secuencias repetidas, transcritos más abundantes, frecuencia de genes con intrones y su tamaño), y su propósito consistió en determinar la magnitud y costo de la tarea, así como la estrategia a seguir en la segunda etapa. Ésta, actualmente en desarrollo, consiste en la secuenciación, articulación y anotación del genoma completo de Taenia solium. Cabe hacer notar que la secuenciación se lleva a cabo a través de un plan combinado entre secuenciación capilar y secuenciación por el método 454 (pirosecuenciación).
De manera complementaria, se secuenciarán alrededor de 60 000 EST (expressed sequence tags: secuencias codificadoras de proteínas): 20 000 EST de cada uno de los tres estadios de vida del parásito (gusano adulto, cisticerco y huevos).

¿Cómo se secuencia un genoma?

Por fortuna, el tamaño calculado a partir de la formación de fragmentos contiguos, como resultado de la secuenciación de clonas genómicas al azar (shotgun), resultó de 120 MB, lo que sugiere que el genoma está duplicado.
El objetivo para la secuenciación es alcanzar una cobertura de 20x a través del método 454 y una cobertura de 3x a 5x por secuenciación capilar de fragmentos genómicos de diferente tamaño. Fue necesario preparar bibliotecas genómicas con fragmentos de ADN de 0.85 a 3 Kb, 2 a 5 Kb, y 10 Kb, y otra de fósmidos con fragmentos de 40 Kb,.La secuenciación capilar se ensamblará junto con las secuencias 454.

Durante esta etapa se colabora en estrecha relación con el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del CINVESTAV, unidad Irapuato.
La secuenciación 454 permite obtener más de 20 Mb de secuencia en una sola corrida. Una desventaja es que se generan secuencias cortas, de una longitud de 100 a 110 nucleótidos. Por este método se han alcanzado alrededor de 1 100 Mb, lo que representa una cobertura de casi 10x del genoma de T. solium.
Actualmente, se dispone de casi 300 000 secuencias capilares de clonas genómicas y más de 30 000 de EST.

Secuenciación de EST

Se ha avanzado de manera considerable en la secuenciación de EST de dos estadios del parásito, la fase larvaria, o cisticerco, y el gusano adulto, y se ha encontrado que existe un número notorio de secuencias específicas de estadio, que podrían ser cruciales para el desarrollo y supervivencia del parásito.
Resulta interesante que sólo 35 por ciento de las secuencias de EST posee homólogos en las bases de datos utilizadas para comparar secuencias (SwissProt).

¿Por qué es útil secuenciar un genoma?

Este trabajo coloca a la UNAM, a la vanguardia en las ciencias genómicas y bioinformáticas, ya que será el primer genoma de un parásito complejo, con impacto en la salud humana y animal, que se secuencia en México. El avance del proyecto muestra que la agrupación de profesores e investigadores provenientes de diferentes disciplinas permite enfrentar grandes proyectos de investigación con tecnología de punta •

Entidades participantes
• Instituto de Investigaciones Biomédicas
• Instituto de Biotecnología
• Centro de Ciencias Genómicas
• Facultad de Ciencias
• Facultad de Medicina

Fuente de información: La Ciencia en la UNAM, a través del Subsistema de Investigación Científica, 2007.

 

 

 

 

Coordinador académico
Dr. Juan Pedro Laclette (IIB)
laclette@biomedicas.unam.mx

http://www.taeniasolium.unam.mx

Inicio del proyecto • marzo, 2005