Por qué los científicos africanos están estudiando los genes de las especies africanas y cómo lo están haciendo

El ADN es el modelo para la vida. Toda la información que un organismo necesita para sobrevivir, reproducirse, adaptarse a su entorno o sobrevivir a una enfermedad está en su ADN.

Por eso la genómica, el estudio del ADN y los genes, es tan importante. Implica secuenciar parte o todo el genoma de una especie. Este es un método científico para determinar el ADN de un organismo al descomponer estos componentes en fragmentos y determinar su composición o secuencia. Luego, los fragmentos se alinean y fusionan para reconstruir la secuencia original.

Esto proporciona a los investigadores información clave. Por ejemplo, pueden aprender cómo tratar o prevenir enfermedades, o cómo criar cultivos y animales con mejores propiedades. Estos rasgos pueden ayudar a las especies a adaptarse mejor a su entorno (más importante que nunca en una era de cambio climático) o impulsar su producción, haciéndolas más rentables.

Pero hay un gran vacío en la investigación genómica: casi nada se sabe sobre la genómica de las especies africanas. Aunque el continente es rico en biodiversidad. Tiene plantas y animales que no se pueden encontrar en ningún otro lugar del mundo.

Durante siglos, estas especies han proporcionado alimentos, medicinas y una forma de vida para la gente de África. Por ejemplo, la gente de las regiones secas del continente africano ha criado durante mucho tiempo ganado vacuno, ovino y caprino nativo. Donde la producción de cultivos no puede ser apoyada, estos animales son una fuente de alimento e ingresos.

Las especies africanas han sido desatendidas por la comunidad mundial del genoma. Los científicos tienden a centrarse en su propia región o país. Las capacidades bioinformáticas y de secuenciación del genoma de África son limitadas, por lo que los científicos del continente no han podido hacer el trabajo necesario. Hasta la fecha, solo una pequeña fracción de las especies endémicas o nativas del continente se han secuenciado correctamente y se han caracterizado por completo utilizando otros métodos científicos.

El Proyecto Biogenoma Africano (AfricaBP) quiere cambiar eso. Este es un proyecto panafricano para secuenciar la flora y fauna endémica y nativa en África. Hay un estimado de 105.000 especies. Somos tres de los más de 109 científicos africanos involucrados en el proyecto, que recientemente publicó un documento de posición en la revista Nature que describe la visión del consorcio para los próximos 10 años.

La secuenciación del genoma humano liderada por Estados Unidos muestra cuántos beneficios directos e indirectos puede tener ese trabajo. El Proyecto Genoma Humano ha impulsado avances en genómica y medicina de precisión. Estimula nuevas innovaciones en equipos, tecnología e infraestructura, generando $265 mil millones al año para la economía de los EE. UU. para 2019.

AfricaBP también tiene como objetivo atraer a más estudiantes e investigadores de carreras tempranas a la genómica y campos relacionados y alentarlos a permanecer en el continente para que los países africanos puedan beneficiarse de sus habilidades. Este proceso se puede lograr asociándose con instituciones africanas para ofrecer puestos permanentes en genómica y bioinformática.

una inversión vital

La secuenciación del genoma es un proceso complejo. Las especies deben muestrearse y recolectarse en lugares específicos, procesarse y controlarse la calidad, secuenciarse y luego estudiarse cuidadosamente.

AfricaBP trabaja en estrecha colaboración con su comunidad científica y sus socios para seleccionar especies para la secuenciación. Haremos varios llamados a los científicos de África para que nominen especies. Algunas ya han sido seleccionadas: entre ellas la musaraña elefante a cuadros (pez redondo) en África central y sudoriental y manglares (rizobio) en África occidental).

Se pidió a los investigadores que explicaran la importancia científica, cultural y económica de la especie. Esperamos que las especies que secuenciamos sean útiles para una comunidad en particular, tal vez proporcionando alimentos o medicinas, o siendo culturalmente significativas. También podrían verse amenazados, lo que hace que la documentación a través de los esfuerzos de secuenciación sea aún más urgente.

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Algunos pueden sorprenderse por el costo proyectado del proyecto: se gastarán alrededor de $ 1 mil millones durante los próximos 10 años para completar la secuencia planificada, desarrollar la infraestructura y capacitar a más científicos. Esto parece un gasto irrazonable dadas las necesidades apremiantes de África, como la seguridad alimentaria.

Pero la genómica puede ayudar a abordar algunas de estas necesidades. Las nuevas tecnologías pueden reducir el tiempo de reproducción y seleccionar rasgos que hagan que los cultivos sean resistentes, adaptables y ricos en nutrientes, proporcionando así alimentos nutritivos para una población en crecimiento. Por ejemplo, el Centro Internacional de Investigación Agrícola en Rabat, Marruecos, evaluó 5.780 cultivos silvestres, como la remolacha azucarera y los guisantes, y descubrió que muchos de ellos podían hacer frente a una desertificación severa. Los genes de estos cultivos se pueden transferir a cultivos relacionados para ayudar a hacer frente a las condiciones de sequía.

También se ha demostrado que esta ciencia impulsa el crecimiento económico a través de campos relacionados, como biofarmacéuticos, diagnósticos, nuevos dispositivos médicos y brindando atención médica de formas nuevas e innovadoras. Se ha descubierto que el sector de la genética y la genómica humana en los EE. UU. sustenta más de 850 000 puestos de trabajo y contribuye con 265 000 millones de dólares a la economía estadounidense.

Retener el talento africano

La ciencia africana se beneficiará de esta iniciativa. AfricaBP ya cuenta con 109 investigadores africanos involucrados, la mayoría de ellos (87) trabajan en 22 instituciones en todo el continente, en países como Marruecos, Nigeria, Camerún, Kenia y Sudáfrica.

Desarrollar una mejor infraestructura genómica en los países africanos es una forma de mantener a los investigadores en el continente y usar sus habilidades para servir a sus propios países y regiones. También es fundamental involucrar a más científicos africanos en el lanzamiento de proyectos de investigación indígenas centrados en las prioridades nacionales.

Durante la próxima década, esperamos que AfricaBP sea parte de los esfuerzos para priorizar la secuenciación del genoma y ayudar al continente africano a beneficiarse de ella.

El autor desea agradecer a Fatu Badiane Markey, Bouabid Badaoui, Girish Beedessee, Katali Benda, Alan Buddie, Chukwuike Ebuzome, Samuel Eziuzor, Yasmina Fakim, Nidhal Ghanmi, Fatma Guerfali, Isidore Houage, Sine, Justin Khayi, Anmol Kiran por sus papeles, Josiah Kujah, Emmanuel Kwon-Ndung, Kim Labuschagne, Roksana Majewska, Ntanganedzeni Mapholi, Rose Marks, Charles Masembe, Sikhumbuzo Mbizeni, Acclaim Moila, Zahra Mungloo-Dilmohamid, Namik, Julian Osuji, Fouzia Radouani, Verena Ras, Ole Seehausen, Abdoallah Sharaf , Varsha Shetty, Yves Tchiechoua, Catherine Ziyomo y Yedomon Zoclanclunon en AfricaBP.