Un dia més arribem a l’estació de bon matí. No fa gaire que ha sortit el sol i el mar està serè.
Serà un bon dia de mostreig, penso, i immediatament comencen a passar pel meu cap els litres i litres d’aigua de mar que avui filtraré. Filtrar i filtrar sense parar, aquesta és la meva tasca principal a bord del Tara. Sé que probablement no veuré peixos de colors ni coralls, en realitat veure probablement no veuré res. Però sé que tot i que de moment no puc veure res, hi ha moltes coses per descobrir amagades a les mostres. I és que com diu El Petit Príncep, l’essencial és invisible als ulls (Antoine de Saint-Exupéry).
Els microorganismes marins són el motor del nostre planeta, però malauradament són invisibles a l’ull humà
I per això el seu estudi ha estat molt restringit fins fa molt poc. Afortunadament, això ha canviat amb el desenvolupament de l’òmica, que ha obert una nova era dins les investigacions marines i ambientals. Òmica? I què és això de l‘òmica? La genòmica, metagenòmica, metatranscriptòmica, proteòmica, metabolòmica, a més de noms que semblen complicats, representen un conjunt de tècniques que permeten l’estudi de la diversitat, funcionament, origen i evolució dels organismes i les comunitats que constitueixen, i que ha suposat la revolució més important de la biologia dels últims 10 anys.
Comencem per la genòmica, que consisteix en l’estudi de l’ADN d’un sol organisme i que potser és el nom que ens sona menys estrany degut a que un dels assoliments científics més importants dels últims anys ha sigut la seqüenciació del genoma humà. Però aquest no és l’únic genoma estudiat, i de fet en l’actualitat hi ha ja uns pocs milers d’organismes seqüenciats, molts d’ells microscòpics, però només una petita part d’aquests són marins. Si tenim en compte però, que aproximadament el 70% de la Terra està cobert pels oceans i que el 90% de la biomassa al mar és microscòpica, podem imaginar-nos que és aquí on s’amaga la majoria de la diversitat i de les funcions biològiques del nostre planeta. I aquest és el repte més important de la nostra expedició.
Els microorganismes marins són el motor del nostre planeta, però malauradament són invisibles a l’ull humà
I per això el seu estudi ha estat molt restringit fins fa molt poc. Afortunadament, això ha canviat amb el desenvolupament de l’òmica, que ha obert una nova era dins les investigacions marines i ambientals. Òmica? I què és això de l‘òmica? La genòmica, metagenòmica, metatranscriptòmica, proteòmica, metabolòmica, a més de noms que semblen complicats, representen un conjunt de tècniques que permeten l’estudi de la diversitat, funcionament, origen i evolució dels organismes i les comunitats que constitueixen, i que ha suposat la revolució més important de la biologia dels últims 10 anys.
Comencem per la genòmica, que consisteix en l’estudi de l’ADN d’un sol organisme i que potser és el nom que ens sona menys estrany degut a que un dels assoliments científics més importants dels últims anys ha sigut la seqüenciació del genoma humà. Però aquest no és l’únic genoma estudiat, i de fet en l’actualitat hi ha ja uns pocs milers d’organismes seqüenciats, molts d’ells microscòpics, però només una petita part d’aquests són marins. Si tenim en compte però, que aproximadament el 70% de la Terra està cobert pels oceans i que el 90% de la biomassa al mar és microscòpica, podem imaginar-nos que és aquí on s’amaga la majoria de la diversitat i de les funcions biològiques del nostre planeta. I aquest és el repte més important de la nostra expedició.
Però en què consisteix això de fer estudis de genòmica?
Doncs, en primer lloc, aïllarem un microorganisme marí del qual molt probablement no sabrem qui és ni que fa, perquè quan el mirem al microscopi només veurem que és molt petit i que s’assembla a qualsevol altre. Per saber-ho seqüenciarem el seu ADN i després d’això rebrem milers de trossets de seqüències de gens que amaguen la identitat d’aquest organisme i totes les funcions que pot dur a terme. Ara la nostra tasca és composar el seu genoma i desxifrar el significat d’aquestes seqüències. I aquesta no serà una tasca fàcil.
Doncs, en primer lloc, aïllarem un microorganisme marí del qual molt probablement no sabrem qui és ni que fa, perquè quan el mirem al microscopi només veurem que és molt petit i que s’assembla a qualsevol altre. Per saber-ho seqüenciarem el seu ADN i després d’això rebrem milers de trossets de seqüències de gens que amaguen la identitat d’aquest organisme i totes les funcions que pot dur a terme. Ara la nostra tasca és composar el seu genoma i desxifrar el significat d’aquestes seqüències. I aquesta no serà una tasca fàcil.
Imagina’t que et donen les pàgines arrencades d’un llibre que no has llegit mai i et demanen que el refacis i ens expliquis la història que s’amaga en ell.
El primer que voldries fer seria posar les pàgines en ordre, però aquestes no estan numerades. La millor opció seria doncs buscar la pàgina on està el títol, i tot seguit buscar l’índex. Tot i que els números han desaparegut, potser l’índex t’ajuda a trobar els diferents capítols i així podràs passar a organitzar les pàgines. Per fer-ho hauràs d’anar lligant el final de cada pàgina amb el principi de la següent fins a composar-lo de nou.
El primer que voldries fer seria posar les pàgines en ordre, però aquestes no estan numerades. La millor opció seria doncs buscar la pàgina on està el títol, i tot seguit buscar l’índex. Tot i que els números han desaparegut, potser l’índex t’ajuda a trobar els diferents capítols i així podràs passar a organitzar les pàgines. Per fer-ho hauràs d’anar lligant el final de cada pàgina amb el principi de la següent fins a composar-lo de nou.
Doncs bé, analitzar un genoma és molt semblant
El primer que has de fer és buscar el gen que indica la identitat d’aquest organisme (el títol). Després busques si altres gens que ja coneixes estan presents i et poden servir de guia (l’índex), i finalment es tracta d’anar lligant el final d’una seqüència amb el principi d’una altra fins a aconseguir lligar tot el genoma. En aquest cas la història que s’amaga darrere de les lletres bé determinada per la seqüència d’una combinació d’As, Ts, Gs i Cs, que constitueixen les quatre lletres del codi genètic, i que determinen la funció de cada gen.
Passem ara a un nivell més complicat, la metagenòmica, que consisteix a estudiar tots els gens extrets directament de les comunitats sense cultivar. En aquest cas seria com si et donessin les pàgines de tots els llibres d’una biblioteca que han estat arrencades i barrejades i ara has de refer-la sencera. Primer has de saber quines pàgines pertanyen a cada llibre, per després saber quins llibres hi havia a la biblioteca i finalment quina història s’explica a cada llibre.
En el nostre cas, ara estem al mar filtrant aigua. Els milers d’organismes que estaven a les mostres quedaran retinguts al filtre. Esperarem impacientment fins a tornar al laboratori i poder seqüenciar tots els gens que queden als nostres filtres. Es tractarà de saber després quins gens pertanyen a cada organisme (les pàgines que pertanyen a cada llibre) i quines funcions pot dur a terme cadascun (la història de cada llibre).
El primer que has de fer és buscar el gen que indica la identitat d’aquest organisme (el títol). Després busques si altres gens que ja coneixes estan presents i et poden servir de guia (l’índex), i finalment es tracta d’anar lligant el final d’una seqüència amb el principi d’una altra fins a aconseguir lligar tot el genoma. En aquest cas la història que s’amaga darrere de les lletres bé determinada per la seqüència d’una combinació d’As, Ts, Gs i Cs, que constitueixen les quatre lletres del codi genètic, i que determinen la funció de cada gen.
Passem ara a un nivell més complicat, la metagenòmica, que consisteix a estudiar tots els gens extrets directament de les comunitats sense cultivar. En aquest cas seria com si et donessin les pàgines de tots els llibres d’una biblioteca que han estat arrencades i barrejades i ara has de refer-la sencera. Primer has de saber quines pàgines pertanyen a cada llibre, per després saber quins llibres hi havia a la biblioteca i finalment quina història s’explica a cada llibre.
En el nostre cas, ara estem al mar filtrant aigua. Els milers d’organismes que estaven a les mostres quedaran retinguts al filtre. Esperarem impacientment fins a tornar al laboratori i poder seqüenciar tots els gens que queden als nostres filtres. Es tractarà de saber després quins gens pertanyen a cada organisme (les pàgines que pertanyen a cada llibre) i quines funcions pot dur a terme cadascun (la història de cada llibre).
Sembla senzill, però sovint les coses es compliquen perquè no trobem totes les pàgines d’un llibre
I amb les que trobem no podrem recompondre tota la història. Tanmateix, com diuen, la paciència és la mare de la ciència així que seguirem intentant-ho fins que ho acabem desxifrant. Com més genomes i metagenomes se seqüenciïn, més fàcil serà interpretar-los, ja que la informació obtinguda es diposita en bases de dades públiques perquè tots els investigadors en puguem fer ús. La comparació de les nostres dades amb les d’altres investigadors ens ajudarà a entendre millor la diversitat que s’amaga a la immensitat del mar i que se’ns escapa als ulls.
Amb la genòmica i la metagenòmica estudiem les seqüències d’ADN i això ens dóna indicis de les possibles funcions dels microorganismes, però hi ha moltes altres tècniques dins d’aquest camp que ens aporten informació a diferents nivells.
La transcriptòmica consisteix en l’anàlisi de l’ARN expressat en un organisme i la metatranscriptòmica de l’expressió gènica de tota la comunitat. Per mitjà de l’estudi de l’ARN sabrem quins són els microorganismes actius i quines funcions estan duent a terme. Amb la proteòmica estudiarem les proteïnes i, per tant, les funcions metabòliques presents al mar, i per mitjà de la metabolòmica mesurarem els productes metabòlics resultats de l’activitat d’aquestes proteïnes.
Amb tot plegat entendrem millor què està passant al mar a cada moment, i per tant com funciona el planeta en el qual vivim. Aquests estudis a més a més podrien portar, per exemple, al descobriment de nous productes amb possibles aplicacions mèdiques o noves formes d’energia.
I amb les que trobem no podrem recompondre tota la història. Tanmateix, com diuen, la paciència és la mare de la ciència així que seguirem intentant-ho fins que ho acabem desxifrant. Com més genomes i metagenomes se seqüenciïn, més fàcil serà interpretar-los, ja que la informació obtinguda es diposita en bases de dades públiques perquè tots els investigadors en puguem fer ús. La comparació de les nostres dades amb les d’altres investigadors ens ajudarà a entendre millor la diversitat que s’amaga a la immensitat del mar i que se’ns escapa als ulls.
Amb la genòmica i la metagenòmica estudiem les seqüències d’ADN i això ens dóna indicis de les possibles funcions dels microorganismes, però hi ha moltes altres tècniques dins d’aquest camp que ens aporten informació a diferents nivells.
La transcriptòmica consisteix en l’anàlisi de l’ARN expressat en un organisme i la metatranscriptòmica de l’expressió gènica de tota la comunitat. Per mitjà de l’estudi de l’ARN sabrem quins són els microorganismes actius i quines funcions estan duent a terme. Amb la proteòmica estudiarem les proteïnes i, per tant, les funcions metabòliques presents al mar, i per mitjà de la metabolòmica mesurarem els productes metabòlics resultats de l’activitat d’aquestes proteïnes.
Amb tot plegat entendrem millor què està passant al mar a cada moment, i per tant com funciona el planeta en el qual vivim. Aquests estudis a més a més podrien portar, per exemple, al descobriment de nous productes amb possibles aplicacions mèdiques o noves formes d’energia.
Equip Investigador
Diari de recerca
0 Comentaris