Los virus son pequeños, meramente millonésimas de milímetro de diámetro, pero lo que les falta en tamaño, lo hacen en cantidad.
"Si tomas todos los virus del planeta y los colocas uno al lado del otro, la longitud sería 1,000 veces la longitud de la Vía Láctea", dijo David Ussery, quien lidera el grupo de genómica comparativa en el Departamento deLaboratorio Nacional de Energía Oak Ridge.
Este universo de virus está en gran parte inexplorado, incluso cuando se identifican regularmente nuevos virus en estudios metagenómicos que muestrean y secuencian diferentes especies virales. Los científicos usan métodos avanzados de secuenciación genética para secuenciar cientos de genomas virales en cuestión de horas. Pero tiene sentidolos datos son un desafío
Un equipo ORNL de investigadores de genómica comparativa y ciencias de la computación está intentando poner orden en esta sobrecarga de datos virales. En un estudio reciente publicado en FEMS Microbiology Reviews , Ussery y un equipo de investigadores compararon aproximadamente 4,000 genomas completos de virus descargados de una base de datos pública conocida como GenBank.
Al comprimir los archivos de secuencia, el equipo creó un dendrograma de virus que mapea las relaciones entre todas las diferentes familias de virus. Ussery señala que la figura no es un verdadero árbol evolutivo. Más bien, se aproxima aproximadamente a cuán divergentes son las secuencias entre sí.
"Nadie ha publicado un dendrograma como este de todos los virus", dijo. "Este es un ejemplo de a dónde queremos llegar en términos de construir las instalaciones computacionales para hacer este tipo de comparaciones".
Las biociencias y la colaboración informática en curso del equipo beneficiarán a otros proyectos de investigación ORNL que se basan en la genómica comparativa y la metagenómica ambiental. La infraestructura de almacenamiento para los genomas virales servirá como plantilla y prototipo para los genomas bacterianos, fúngicos y vegetales, que se utilizan en elproyectos de laboratorio de Interfaces de plantas y microbios y BioEnergy Science Center.
"Los genomas virales son cortos, un millón de veces más pequeños que los genomas humanos", dijo Ussery. "En principio, debería ser un millón de veces más fácil. Tienes que comenzar con algo pequeño y manejable y avanzar".
Como ejemplo, los investigadores utilizaron el mapa comparativo para analizar más de cerca las secuencias de la familia Filovirus, que incluye los virus Ébola y Marburg. La comparación de genomas y la comprensión de la variabilidad dentro del genoma de un virus individual podrían informar los esfuerzos para prevenir o responder a brotes talescomo la epidemia de Ébola en África Occidental. Ussery explica que sería posible tomar la secuencia del genoma para un nuevo virus y encontrar rápidamente a los vecinos más cercanos.
"La idea en el futuro, si hay un brote, puede usar las secuencias del genoma recolectadas de individuos en todo el país para rastrear la propagación en tiempo real, de la misma manera que rastreamos el clima", dijo.
Del mismo modo, la genómica comparativa es útil para dirigir a los inmunólogos hacia posibles tratamientos. Los colaboradores en el documento FEMS, dirigido por Ole Lund de la Universidad Técnica de Dinamarca, utilizaron el análisis de secuenciación comparativa para buscar regiones específicas de una proteína del virus del Ébola que podrían serposibles objetivos para el desarrollo de vacunas.
La colaboración entre expertos en genómica, computación y salud es un papel clave para ORNL, explica Michael Leuze, quien dirige el grupo de Modelado biomolecular computacional y bioinformática del laboratorio. Él y Ussery prevén establecer un centro que aproveche la experiencia del laboratorio en genómica, informática yBig Data y ciencia de neutrones.
"Muchas de las tecnologías y técnicas que usamos regularmente son aplicables a los virus", dijo. "Tratar los brotes virales está fuera de nuestro alcance, pero comprender la genómica de los virus es un área donde podemos hacer realidadcontribución."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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