O echipă de specialişti şi studenţi ai Departamentului de Genetică al Facultăţii de Biologie din cadrul Universităţii din Bucureşti a realizat prima secvenţiere a genotipului unui organism eucariot pluricelular (din aceasta categorie fac parte toate plantele si animalele) realizată integral în România. Denumirea de genotip este mai potrivită pentru informaţia genetică a unui individ sau a unei populaţii locale decât termenul general, de genom, care ar trebui utilizat pentru specie.
Echipa laboratorului Drosophila a secvenţiat genotipul (Whole Genome Sequencing) unei linii autohtone de Drosophila melanogaster (musculiţa de oţet), derivată din indivizi colectaţi din locaţia sub-montană Romanii de Sus – Horezu (Vâlcea) şi stabilizată în cadrul laboratorului.
Experienţa practică dobândită în cadrul acestui proiect pilot va permite echipei laboratorului Drosophila din cadrul Facultăţii de Biologie a UB să abordeze numeroase aspecte teoretice şi practice legate de genomica şi genetica speciei D. melanogaster, dar şi să ia în calcul secvenţierea genotipurilor şi genomurilor altor linii sau specii de interes, inclusiv Homo sapiens.
De altfel, una dintre principalele activităţi de cercetare desfăşurate în laboratorul Drosophila al Facultăţii de Biologie a UB este analiza bioinformatică a prezenţei, frecvenţei şi distribuţiei elementelor genetice mobile, numite transpozoni, în genotipul liniei Horezu.
Interpretarea datelor de secvenţiere reprezintă o mare provocare în ceea ce priveşte complexitatea softwarelor de bioinformatică şi puterea de calcul necesare pentru adnotarea structurală a transpozonilor de interes din genotipul liniei D. melanogaster-Horezu.
Acest demers experimental permite abordarea unor aspecte teoretice şi practice legate de genomica şi genetica speciei D. melanogaster, iar caracterizarea transpozonilor din clasa II în linii autohtone reprezintă subiectul unei teze de doctorat aflată în plină desfăşurare în laboratorul Drosophila.
Interpretarea datelor de secvenţiere referitoare la linia românească de D. melanogaster a fost realizată în laboratorul Drosophila al Facultăţii de Biologie a UB, inclusiv cu ajutorul programului de bioinformatică Genome ARTIST (www.genomeartist.ro), dezvoltat tot în acest laborator.
Membrii echipei implicate în experimentul de secvenţiere sunt lect. univ. dr. Raţiu C. Attila, doctorand Bologa M. Alexandru, masterand Ghiţă C. Iulian, student Bălănescu V. Mihnea şi conf. univ. dr. Alexandru Al. Ecovoiu.
Obţinerea şi prelucrarea secvenţelor de nucleotide a solicitat un calculator echipat cu 32 Gb RAM DDR4, procesor i7-6500U, SSD 500 Gb şi sistem de operare LINUX MINT, la care a fost conectat dispozitivul de secvenţiere Oxford Nanopore MinION, pus la dispoziţie cu generozitate de către colegii microbiologi.
După 48 de ore de secvenţiere efectivă, au fost generate 36,5 Gb de date specifice, a căror prelucrare ulterioară în format special a solicitat încă 4 zile de calcul continuu, astfel încât calculatorul a rulat neîntrerupt aproximativ 6 zile, în perioada 28 februarie – 4 martie 2020.
Colecţia de reads-uri (secvenţe) a fost depozitată în baza de date internaţională National Center for Biotechnology Information (NCBI), iar link-ul poate fi accesat aici: https://trace.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/sra/?run=SRR11654246
În imaginea disponibilă aici https://bit.ly/NCBI-UB este reprezentată o ierarhie taxonomică a reads-urilor depuse în NCBI.
După cum poate fi observat, o porţiune mare din reads-uri acoperă regiuni din genomul D. melanogaster, în timp ce o fracţiune mai mică de reads-uri sunt asociate genomurilor unor bacterii din microbiota intestinală a musculiţelor (specii cum ar fi Providencia rettgeri, Leuconostoc pseudomesenteroides, Serratia marcescens, Chryseobacterium timonianum).
Mirabela Amarandei, Purtător de cuvânt al Universităţii din Bucureşti