VALÈNCIA 6 May. –
Investigadoras del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) –centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València– han publicado una revisión sobre la tecnología de secuenciación transcriptómica de lectura larga. Esta tecnología permite analizar con mayor precisión que los métodos tradicionales las moléculas de ARN presentes en todas las células, las cuales contienen información genética esencial para la vida.
Comprender cómo varía la expresión génica en diferentes organismos es fundamental para profundizar en temas como el envejecimiento, las enfermedades neurodegenerativas o el cáncer. El artículo ha sido publicado en la revista ‘Nature Reviews Genetics’, según un comunicado del centro de investigación.
La transcriptómica se refiere al estudio de todas las moléculas de ARN (ácido ribonucleico) presentes en una célula o tejido. Estas actúan como intermediarias entre el ADN y las proteínas. Aunque el ADN contiene la información genética, es el ARN quien permite la síntesis de proteínas y la interpretación de dicha información por las células. Esta rama de la ciencia proporciona una visión sobre qué genes están activos en un momento determinado y su grado de activación en diferentes organismos, lo cual es crucial para entender el origen y desarrollo de numerosas enfermedades humanas.
Ana Conesa, profesora de investigación del CSIC en el I2SysBio, explica: «Con esta investigación, hemos dotado a la comunidad científica de una guía esencial para comprender la tecnología de secuenciación transcriptómica de lectura larga, abarcando desde flujos de trabajo experimentales hasta análisis computacionales. Presentamos una visión global de las técnicas de secuenciación de ARN y cubrimos aspectos desde el diseño experimental hasta el procesamiento de datos, la identificación de diversas moléculas de ARN y los análisis posteriores».
«Además, el artículo discute los retos actuales y las futuras direcciones de esta tecnología, con el objetivo de facilitar su uso efectivo en estudios transcriptómicos. También se explora el gran potencial de la secuenciación de ARN de lectura larga», añade Conesa.
CAMBIO DE PARADIGMA
Hasta hace poco, la transcriptómica se basaba en la secuenciación de lecturas cortas, que requería romper las moléculas de ARN en fragmentos de entre 50 y 300 nucleótidos, lo que complicaba la reconstrucción de la molécula original y generaba errores debido a las similitudes en las secuencias de ARN.
Carolina Monzó, también investigadora del CSIC en el I2SysBio, señala: «La secuenciación con lecturas largas analiza fragmentos de miles de nucleótidos, lo que permite secuenciar moléculas completas y estudiar el ARN sin necesidad de reconstrucciones complicadas. Además, al secuenciar moléculas de ARN individualmente, las lecturas largas permiten identificar pequeñas modificaciones, lo que se denomina epitranscriptómica, las cuales son esenciales para su función. Esto no era posible con tecnologías anteriores».
Obtener secuencias completas de ARN permite diversas aplicaciones y estudios en los que es crucial conocer la composición y estructura del ARN. Por ejemplo: la expresión de isoformas (diferentes formas de ARN de un mismo gen), el descubrimiento de nuevas formas de ARN, la anotación de genes en genomas poco estudiados o el estudio de la expresión diferencial de ARN entre las moléculas heredadas de los padres.
Monzó detalla: «Estos estudios son importantes porque pueden contribuir a la comprensión de enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas. Actualmente, hay diferencias en las isoformas expresadas en distintas regiones del cerebro asociadas a múltiples complicaciones neuronales».
Además, «es sencillo detectar fusiones entre genes en células cancerosas e identificar pequeñas diferencias al inicio de las secuencias de ARN, aspectos relevantes en el desarrollo del sistema inmunitario y diferentes etapas del cáncer», añade la investigadora.
«FINAL DE LA TRANSCRPTIÓN»
De manera similar, la correcta formación del final de muchos ARNs, conocido como «final de la transcripción», es crucial para la maduración de las células neuronales. La tecnología de secuenciación transcriptómica de lectura larga ofrece nuevas posibilidades para estudiar, por ejemplo, cómo la síntesis de ARN se relaciona con el envejecimiento, un fenómeno conocido pero poco caracterizado.
Esta técnica analizada por el equipo de I2SysBio (CSIC – Universitat de València) facilita el estudio de enfermedades neurodegenerativas y el cáncer, y es útil en todos los organismos. Se puede aplicar para investigar plantas resistentes a sequías o calor, así como organismos menos estudiados como virus y bacterias. Incluso fue utilizada por científicos del CSIC que visitaron recientemente la Antártida para estudiar la gripe aviar.
El artículo, titulado Transcriptomics in the era of long-read sequencing, también incluye la colaboración de Tianyuan Liu, estudiante predoctoral del Grupo de Genómica de la Expresión Génica en I2SysBio (CSIC – Universitat de València), quien actualmente trabaja bajo un contrato predoctoral de la beca Marie Sklodowska-Curie Actions Doctoral Network LongTREC de la Unión Europea.