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# Biología # Genómica

Perspectivas genéticas de los macacos c alturas de Mauricio

Descubre cómo los macacos mejoran nuestra comprensión de la inmunidad y la diversidad genética.

Simone Olubo, William S. Gibson, Trent M. Prall, Julie A. Karl, Roger W. Wiseman, David H. O’Connor, Daniel C. Douek, Chaim A. Schramm

― 7 minilectura


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Los macacos son un tipo de mono que se parece bastante a los humanos, y hay varias variedades, incluyendo el macaco Rhesus y el macaco Cynomolgus. Estos pequeños han sido súper útiles en la investigación médica, especialmente en el estudio de enfermedades infecciosas y cómo funcionan los trasplantes. Sin embargo, usarlos en la investigación no es solo diversión y juegos. Pueden ser caros de mantener y a veces los investigadores solo pueden estudiar a unos pocos a la vez. Esto limita sus hallazgos y hace más difícil sacar conclusiones sólidas.

La Diversidad Genética de los Macacos

Cuando los científicos miran los genes de estos macacos, encuentran una gran variedad genética. De hecho, los macacos Rhesus tienen más diversidad genética que los humanos. En el caso de los macacos Cynomolgus de origen mauriciano, provienen de un grupo pequeño de alrededor de 20 que llegaron a la isla de Mauricio hace mucho tiempo. Debido a que sus antepasados eran tan pocos, su reserva genética está restringida comparada con otros macacos. Aunque esto puede sonar como una desventaja, en realidad significa que pueden ser muy útiles para estudiar cómo ciertos rasgos genéticos afectan las respuestas inmunitarias.

La Importancia de la Inmunidad

Entender cómo funciona el Sistema Inmunológico es crucial. El sistema inmunológico combate infecciones y juega un rol en cuán bien el cuerpo acepta trasplantes de órganos. A los científicos les interesa particularmente ciertas partes del sistema inmunológico, como el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), los receptores de inmunoglobulina similares a células asesinas (KIR), y otros. Sin embargo, se sabe menos sobre los genes del receptor de células T e inmunoglobulinas en macacos, aunque son importantes.

El desafío de estudiar estos genes es que son bastante complejos, con muchas secuencias repetitivas que dificultan armar el cuadro completo. Para abordar esto, son necesarias técnicas avanzadas en secuenciación y herramientas especiales.

Siendo Creativos con la Secuenciación

En lugar de seguir la ruta tradicional de secuenciar toda la información genética directamente, los investigadores han ideado una manera astuta de inferir secuencias genéticas a partir de los datos que obtienen al mirar el repertorio de receptores inmunitarios. Es una forma elegante de decir que pueden adivinar las secuencias génicas basándose en la respuesta del sistema inmunológico. Es como deducir lo que hay dentro de un regalo envuelto según su forma y peso.

Una base de datos clave contiene muchas variaciones funcionales de genes inmunes basadas en un puñado de macacos Rhesus y Cynomolgus. Todos estos datos sugieren que incluso un pequeño número de macacos puede mostrar mucha variedad genética, igual que los humanos.

Entendiendo Mejor el Sistema Inmunológico

A pesar de todos estos esfuerzos, todavía hay vacíos en el conocimiento sobre ciertos genes inmunes. Nuevos métodos y herramientas están siendo esenciales para estudiar mejor estas regiones del ADN y tener una idea más clara de cómo funcionan estos genes inmunes. Los macacos Cynomolgus de Mauricio son particularmente valiosos porque su trasfondo genético ha sido reducido, lo que hace más fácil para los científicos estudiar específicamente cómo la genética influye en las respuestas inmunitarias.

Investigando la Región IGH

La región de la cadena pesada de inmunoglobulina (IGH) del genoma ha sido un foco para muchos investigadores. Los científicos han estado trabajando para construir un modelo completo y preciso de esta región en los macacos Cynomolgus mauricianos. Usando tecnología de secuenciación avanzada, han logrado recuperar información útil sobre esta parte del código genético.

Cuando miraron los datos, los investigadores pudieron identificar algunas secuencias genéticas completas que muestran cuán similares o diferentes son estos macacos. Descubrieron que un haplotipo específico, llamado H1, era el más común entre los animales que estudiaron. Es como descubrir que un plato popular de un restaurante es el más pedido.

Explorando Variaciones Genéticas

Al profundizar en los materiales genéticos, los científicos notaron varios Haplotipos, o variaciones genéticas. El haplotipo H1 es relativamente corto pero es el más prevalente. Por el contrario, otros haplotipos, H2 y H3, son más largos, conteniendo más información genética. Estas variaciones parecen provenir de grandes bloques de ADN repetitivo, lo cual puede ser complicado para los investigadores.

La diversidad de haplotipos entre estos monos muestra cuán único puede ser el código genético de cada individuo. Aunque muchos podrían compartir genes similares, pequeñas diferencias pueden tener un gran impacto en cómo el sistema inmunológico responde a las enfermedades.

Comparando Genomas de Macacos

Al comparar el genoma del macaco Cynomolgus mauriciano con otros macacos como el Rhesus, los investigadores revelaron algunos datos interesantes. Por un lado, la región IGH de estos dos tipos de macacos tiene distintos números de genes funcionales. La variedad mauriciana tiene más genes funcionales en general, mientras que la versión del macaco Rhesus tiene un poco menos. Es como comparar dos sabores de helado diferentes; pueden verse similares pero tener ingredientes diferentes.

Revelando Nueva Información Genética

En el estudio de los macacos Cynomolgus mauricianos, los investigadores identificaron muchos genes y variaciones nuevas. De hecho, encontraron más de 400 genes IGH únicos, con muchas secuencias nuevas que no estaban presentes en las bases de datos existentes. Esta impresionante variedad muestra la riqueza genética de estos monos y subraya la importancia de mantener las bases de datos actualizadas. Es como agregar continuamente nuevos sabores al menú de tu heladería para mantenerlo fresco.

El Papel de los Alelos

Cuando los investigadores exploraron los alelos IGH, descubrieron que muchos de ellos eran únicos para haplotipos específicos. Esto significa que dentro de la misma población, diferentes individuos pueden tener sus propios rasgos genéticos especiales. Mientras que algunos alelos son compartidos entre múltiples haplotipos, otros son como joyas raras encontradas en la corona de una persona, haciendo que cada mono sea un poco diferente. Lo mismo sucede con los genes constantes que trabajan en conjunto con los variables, sumando a la composición genética única.

Variaciones Estructurales

Al mirar el panorama completo, queda claro que estos monos tienen muchas variaciones estructurales en sus genes inmunes. Algunas secciones de ADN son muy similares entre individuos, mientras que otras pueden ser bastante diferentes. Esta variabilidad puede afectar cuán efectivas son sus respuestas inmunitarias, lo que lo convierte en un área principal para que los investigadores la estudien más a fondo.

Desafíos en la Investigación

Aunque hay mucho por aprender de los macacos Cynomolgus mauricianos, los investigadores reconocieron algunas limitaciones. Con el número de animales que estudiaron siendo relativamente bajo y algunas profundidades de secuenciación no muy profundas, hay una posibilidad de que solo hayan rasguñado la superficie de la diversidad genética dentro de esta población. Es como tratar de evaluar la cantidad de libros de una biblioteca solo leyendo las primeras páginas de un par de ellos.

Direcciones Futuras de Investigación

Los investigadores están emocionados por las posibilidades de lo que pueden aprender al vincular el análisis genómico con datos del repertorio de receptores inmunitarios. Esta colaboración podría ayudarles a entender mejor cómo diferentes genes afectan las respuestas inmunitarias. Es como tener una orquesta completa en lugar de solo una actuación en solitario; combinar estos diferentes elementos creará una comprensión mucho más rica.

Conclusión

En resumen, los macacos Cynomolgus mauricianos son más que solo criaturas peludas. Con sus perfiles genéticos únicos y el rol especial que juegan en la investigación biomédica, son como minas de oro para los científicos. Al entender su genética, los científicos buscan desbloquear nuevos conocimientos sobre sistemas inmunitarios, respuestas a enfermedades y mucho más. Estos macacos podrían tener la clave para futuros avances en la ciencia médica, y quién sabe, quizás algún día sean vistos como héroes de la salud honorarios.

Fuente original

Título: Multiple full-length homozygous IGH haplotypes from Mauritian cynomolgus macaques

Resumen: BackgroundNonhuman primates are frequent experimental models for human disease pathology and vaccine design. However, the vast and mostly uncatalogued immunogenomic diversity of typical species adds complexity to the interpretation of experiments and hinders reproducibility. Mauritian cynomolgus macaques (MCM) offer a unique opportunity to circumvent these difficulties, due to their restricted genetic diversity. ResultsWe assembled high-quality immunoglobulin heavy chain (IGH) haplotypes from long-read genomic sequencing of 13 MCM. Four animals were homozygous for IGH, yielding 3 distinct haplotypes. IGH haplotype H1 was observed in two of the homozygotes and 5 additional heterozygous animals, accounting for half of the assemblies recovered. The 3 homozygous haplotypes exhibited considerable variation, including a 125 kilobase region that was duplicated twice in H3. Furthermore, H1 shares only 83% average sequence identity with the IGH locus of the rhesus macaque reference genome, in addition to numerous large structural variations. We annotated the IG gene content from all complete MCM IGH assemblies and found 298 functional IGHV alleles, of which 94 (32%) were not in existing databases. We also identified 69 functional IGHD alleles, 11 functional IGHJ alleles, and 38 functional constant gene alleles across all 5 isotypes. ConclusionsIn total, we identified multiple common and genetically diverse IGH haplotypes within MCM and provide high-quality reference assemblies and annotations for these to facilitate future work with this important animal model.

Autores: Simone Olubo, William S. Gibson, Trent M. Prall, Julie A. Karl, Roger W. Wiseman, David H. O’Connor, Daniel C. Douek, Chaim A. Schramm

Última actualización: 2024-12-01 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625687

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625687.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

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