Los investigadores han ensamblado el primer genoma de referencia para la rata del Nilo, una especie de plantilla genética de esta especie que puede usarse para estudios clínicos y de laboratorio. La esperanza, según el investigador Huishi Toh de UC Santa Barbara, es que sea útil para quienes investigan la diabetes tipo 2 y los trastornos neurológicos asociados con un ritmo diurno interrumpido. La rata del Nilo es propensa a la diabetes inducida por la dieta y exhibe un patrón diurno claro, inusual en los roedores.
«Era un riesgo y tomó mucho tiempo», dijo Toh, científica asistente del proyecto en el laboratorio del biólogo celular Dennis Clegg, continuando el trabajo que comenzó en el laboratorio del profesor emérito de biología de la UCSB, el Dr. Jamie Thomson. «Pero cuando estás ensamblando un nuevo genoma, debes tener en cuenta varios errores de secuenciación». Toh es el autor principal de un artículo que aparece en Biología BMC.
‘Genoma altamente completo’
Los organismos modelo se encuentran entre nuestras mejores ayudas para comprender algunas de nuestras enfermedades más complejas y, a menudo, se eligen, entre otras cosas, por su similitud con los humanos en algún aspecto físico o genético. Tal es el caso del ratón doméstico y la rata marrón, que se utilizan para investigar la genética subyacente de algunas enfermedades humanas.
Pero no es una situación única para todos, particularmente en el caso de la diabetes tipo 2, que afecta a más de 35 millones de personas en los EE. UU. en la actualidad. Si bien los investigadores han estado utilizando ratones y ratas de laboratorio comunes para mejorar nuestra comprensión de la enfermedad, rastrear el desarrollo de la diabetes inducida por la dieta y sus complicaciones en los modelos de roedores más típicos no ha sido muy gratificante.
«Un problema importante en el modelado de la diabetes tipo 2 es que las ratas y los ratones de laboratorio no son particularmente susceptibles a la diabetes inducida por la dieta», dijo Toh. «Los ratones inducidos por la obesidad son, de hecho, modelos de prediabetes, y a menudo se requiere manipulación genética o química para empujar a estos roedores convencionales a desarrollar diabetes y sus complicaciones, sin imitar así la progresión natural de la diabetes tipo 2 en humanos».
Sin embargo, durante las últimas dos décadas, la rata del Nilo se ha convertido en un modelo potencial para la diabetes tipo 2. Provenientes de las praderas del África subsahariana, estos roedores viven con una dieta alta en fibra y baja en carbohidratos, a diferencia de sus primos que viven más en las ciudades, que pueden haberse adaptado ya a una dieta alta en carbohidratos más parecida a la humana. Resultó que la comida de laboratorio era hipercalórica para las ratas del Nilo y, al igual que los humanos, desarrollarían espontáneamente diabetes inducida por la dieta.
Anteriormente, el laboratorio de Thomson demostró que la rata del Nilo podría desarrollar retinopatía diabética con características clave de pérdida de la visión, similares a las de los humanos, y que carecen de otros modelos de roedores, consolidando así a la rata del Nilo como un modelo de diabetes tipo 2 bien desarrollada. Lo que faltaba era un genoma de referencia, una secuencia genética que represente al animal en general y pueda servir como piedra de toque o punto de partida en la búsqueda de variaciones genéticas que puedan indicar susceptibilidad a ciertas enfermedades y otras condiciones relacionadas con los genes. En asociación con Vertebrate Genome Project, Morgridge Institute for Research y University of Southern California, la colaboración internacional de investigadores reunió un genoma «altamente completo y altamente contiguo».
Entre las cosas que notaron al comparar el genoma de la rata del Nilo con el genoma del ratón de laboratorio fue que la rata del Nilo tenía menos copias de un gen que codifica la enzima de procesamiento de carbohidratos llamada amilasa, lo que posiblemente refleja la falta de adaptación a las dietas altas en almidón. .
«Creemos que la rata del Nilo no está adaptada para comer alimentos ricos en carbohidratos, lo cual tiene sentido porque normalmente comen hierba en África», dijo Toh. «Creo que es por eso que son tan susceptibles a la diabetes». Por el contrario, los ratones de laboratorio, que habían vivido cerca y alrededor de los humanos, tenían más copias de este gen, un signo de adaptación evolutiva a su entorno.
De hecho, dijo Toh, uno de los beneficios de tener un genoma de referencia es que es posible presenciar las consecuencias genéticas del impacto ambiental. «Actualmente, estamos utilizando este genoma de referencia para estudiar los cambios transcriptómicos relevantes para el desarrollo inicial de la diabetes inducida por la dieta», dijo, «y, finalmente, esperamos echar un vistazo a la epigenética también».
Este estudio fue apoyado por la Iniciativa Garland para la Visión, financiada por la Fundación William K. Bowes Jr.
