El proyecto Earth BioGenome quiere secuenciar toda la vida en la Tierra

Los humanos tenemos un mal hábito: desde los tiempos bíblicos, hemos iniciado apocalipsis solo para idear planes de último momento para salvar al planeta de la destrucción.

Bueno, es posible que nos hayamos librado de la ira de Dios, pero aún no de las consecuencias del cambio climático. Entonces, con el aumento del nivel del mar y las temperaturas globales, un puñado de Noé de hoy en día ha asumido la tarea de preservar la vida para las generaciones futuras. En lugar de un arca, han recurrido a la tecnología como vehículo para la preservación.

En una isla remota del ártico Noruega, el Bóveda Mundial de Semillas de Svalbard ofrece un escondite fortificado para los aproximadamente 1.700 bancos de semillas repartidos por todo el mundo. El objetivo de la organización es preservar la diversidad genética y salvar la agricultura de un fracaso catastrófico como resultado de un entorno implacable.

El equipo interdisciplinario detrás vida digital, por otro lado, utiliza cámaras de alta definición para tomar imágenes en 3D de animales, con especial atención a las especies en peligro de extinción. Al publicar estos modelos 3D de forma gratuita en línea, el proyecto ayuda a compartir datos científicos en todo el mundo y, al mismo tiempo, a preservar especímenes, aunque sea digitalmente, para las generaciones futuras.

Ahora un equipo de genómicos se ha fijado su ambicioso objetivo: secuenciar el genoma de todas las plantas y animales de la Tierra. Llamó al Proyecto BioGenoma de la Tierra, esperan descubrir los secretos de la evolución, ayudar en los esfuerzos de conservación y ayudar a preservar el modelo de las especies para la perpetuidad.

Orígenes

El proyecto cobró vida de manera apropiada: en el reverso de una servilleta, mientras algunos científicos reflexionaban sobre los misterios de la vida. En su discusión, Harris Lewin, Gene Robinson, y John Kress llegó a un punto muerto. Sus actividades científicas diferían: Lewin estudia la evolución del genoma, Robinson el origen del comportamiento social en insectos y Kress, la coevolución de plantas y pájaros, pero todos coincidieron en que necesitarían muchos más datos para descifrar su códigos particulares.

"Había literalmente cientos de preguntas que teníamos que hacer para conocer los secretos de la vida en el planeta", dijo a Digital Trends Lewin, profesor de la Universidad de California en Davis.

Como genómicos, gran parte de la información que necesitaban estaba contenida en el ADN, por lo que Lewin garabateó algunos cálculos minuciosos para ver qué se necesitaría para hacer un barrido completo y secuenciar los genomas de todos vida vegetal y animal. Parecía factible, dijo, por lo que comenzaron a considerar las consecuencias de tener un mapa genómico tan extenso de la vida en la Tierra.

"Nos dimos cuenta de que lo que tendríamos sería una especie de infraestructura para una nueva biología", dijo, "una ciencia estructura para comprender realmente cómo evolucionó la vida en el planeta y, por supuesto, qué se podría derivar de esto. conocimiento."

Más tarde, los investigadores desarrollaron un cronograma y realizaron algunos cálculos más formales, creando un plan de 10 años con un costo estimado de 4.700 millones de dólares.

Razones

El Proyecto Earth BioGenome está impulsado por dos objetivos principales. En primer lugar, un recurso de este tipo otorgaría a los genómicos un acceso sin precedentes a los manuales de instrucciones de la vida. Si pensamos en los genes como ingredientes y en los organismos como una comida, los genomas son como recetas de un libro de cocina evolutivo. Es posible que leer un genoma no le diga exactamente por qué un organismo es como es, pero le brinda un marco bastante claro para estudiar cómo llegó a ser.

“¿Cómo se organizó la vida?” Dice Lewin, comenzando a enumerar los misterios de la evolución. “¿Cuáles son las relaciones entre los organismos del planeta? Esto no queda claro a partir de cómo se hace la taxonomía tradicional... Pero al comparar las secuencias de ADN entre sí otros puedes entender las relaciones y, con el tiempo, descubrir cosas como dónde estaban los antepasados. convergieron”.

El otro objetivo del proyecto es mapear el ADN con fines de conservación y preservación.

"Una vez que se conoce esta información genética, se pueden diseñar programas que permitan a los biólogos conservacionistas desarrollar planes de conservación y preservación basados ​​en esa información", dijo Lewin. Puede parecer sencillo, pero implicará planes personalizados para cada especie en cuestión.

Durante la primera fase del proyecto, los investigadores intentarán secuenciar unas 9.300 especies, dijo Lewin, al menos una de cada familia de eucariotas. De los 500 millones de dólares que Lewin estima que necesitarán para financiar la fase uno, el equipo ha recaudado 100 millones de dólares.

Ampliarán su red en fases posteriores, con el objetivo de incluir las 23.000 especies catalogadas como en peligro de extinción por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y, eventualmente, esperan secuenciar todos los vida.

Hacer todo esto por su cuenta sería inviable, por lo que Lewin y sus colegas han solicitado ayuda. Compañeros investigadores, instituciones e incluso países enteros han mostrado interés en contribuir al Proyecto BioGenoma de la Tierra, asumiendo parte de la carga de trabajo y ayudando a pagar la factura.

"Los países de todo el mundo quieren participar de manera significativa", dijo Lewin, "no sólo proporcionando muestras para el proyecto, sino también…desarrollar su propia capacidad interna e infraestructura para realizar la secuenciación, interpretación e informática”. Señaló a Brasil, que gracias a la cuenca del Amazonas representa aproximadamente el diez por ciento de toda la biodiversidad mundial, como país interesado en involucrarse.

Desafíos

El proyecto está seguido por un par de preguntas, una de las cuales es: ¿Es factible e incluso vale la pena?

Se han descubierto alrededor de 1,5 millones de especies, pero los expertos creen que eso representa apenas el diez por ciento del número total de plantas y animales que existen. Hasta la fecha, hemos secuenciado aproximadamente 15.000 especies.

Pero la tecnología de secuenciación ha avanzado considerablemente desde el Proyecto Genoma Humano, una iniciativa de 3.000 millones de dólares que tardó 13 años en completarse. Hace unos años, las empresas se jactaban de que podían secuenciar un genoma humano completo por menos de 1.000 dólares. El año pasado, afirmaron que podían hacerlo por 100 dólares. Así que a Lewin no le preocupa la secuenciación: en primer lugar, se centra en conseguir muestras.

"La adquisición de muestras es la parte más difícil", afirmó. “La secuenciación no es la más difícil. Tenemos la tecnología para hacerlo. Se trata de validar, recolectar, asegurarse de que la validez de una determinada especie sea correcta [ese será el mayor desafío]. Para muchas especies en el mundo, solo hay una persona que puede identificarlas. Hay muy pocos expertos en el mundo que puedan hacer ese tipo de trabajo”.

No todo el mundo piensa que el proyecto vale la pena cuando se trata de salvar especies. En un lugar como la Amazonia brasileña, que pierde miles de kilómetros cuadrados de selva tropical al año y cual el gobierno parece indeciso en su compromiso de proteger, una campaña para secuenciar especies puede no entender el punto.

"La pregunta principal sobre un lugar como el Amazonas es qué podemos hacer para evitar que se esfume en los próximos treinta o cuarenta años". Stuart Pimm, dijo un ecologista conservacionista y experto en estudios de extinción. "Si se esfuma, conozcamos o no los genomas, no nos servirá de nada".

Pimm admitió que “no le entusiasman los genomas”, pero dijo: “esto me parece muy alejado de los principales desafíos... No creo que sea un Proyecto muy útil dada la magnitud de los desafíos de biodiversidad que implica la protección del Amazonas y la protección de la biodiversidad alrededor del mundo."

A que final

Dejando de lado la preservación de las especies, puede que no pase una década hasta que el Proyecto BioGenoma de la Tierra comience a dar frutos en otros sentidos. En una asociación reciente, el proyecto se unió a la Banco de códigos de la Tierra, una plataforma digital que registra y registra datos biológicos en una cadena de bloques pública. Al hacer que los “activos biológicos” de un país, incluido el código genético, sean abiertos y protegidos contra bioprospección, la asociación espera ayudar a los innovadores a desarrollar medicamentos y tecnologías bioinspirados que podrían definir nuestro futuro. Algunas de las ideas nobles de la organización incluyen el uso de hormigas para influir en los vehículos autónomos y de ranas venenosas para desarrollar medicamentos antimicrobianos.

“El propósito [de esta asociación] es garantizar la participación en los beneficios de cualquier invención, innovación y nueva tecnología que se desarrolla como resultado de la secuenciación de la biodiversidad donde la biodiversidad proviene de cualquier país en particular”, Lewin dicho. “Cualquier conocimiento que se derive de este proyecto o los beneficios generados se puede devolver, o una parte de esos beneficios se puede compartir con esos países”.

Una asociación de este tipo podría impulsar un nuevo modelo económico para lugares como la cuenca del Amazonas, donde la La bioeconomía podría basarse en la inspiración de organismos biológicos en lugar de en la explotación de los recursos naturales. recursos.

Pero primero tendrán que empezar a secuenciar. Sólo quedan unos pocos millones de especies por desaparecer.

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