Los investigadores han compilado el primer genoma de referencia para la rata del Nilo, un tipo de plantilla genética de esta especie que puede usarse para estudios clínicos y de laboratorio. Según el investigador de UC Santa Barbara, Huishi Toh, existe la esperanza de que sea útil para quienes estudian la diabetes tipo 2 y los trastornos neurológicos asociados con los ritmos circadianos alterados. La rata del Nilo es propensa a la diabetes inducida por la dieta y muestra un patrón diurno claro poco común en los roedores.

«Era un riesgo y tomó mucho tiempo», dijo Toh, científico asistente del proyecto en el laboratorio del biólogo celular Dennis Clegg, quien continúa el trabajo que hizo en el laboratorio del profesor emérito de biología de la UCSB, el Dr. Jamie Thomson había comenzado. «Pero cuando ensamblas 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 completo alto»

Los organismos modelo se encuentran entre nuestras mejores herramientas para comprender algunas de nuestras enfermedades más complejas y, a menudo, se eligen por su similitud con los humanos en algún aspecto físico o genético, entre otras cosas. Tal es el caso del ratón doméstico y la rata marrón, que se utilizan para estudiar la genética subyacente de algunas enfermedades humanas.

Pero no es una situación única para todos, especialmente en el caso de la diabetes tipo 2, que afecta a más de 35 millones de personas en los Estados Unidos en la actualidad. Si bien los investigadores han utilizado ratones y ratas de laboratorio comunes para mejorar nuestra comprensión de la enfermedad, seguir 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 con 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 causados ​​por la obesidad son de hecho modelos para la prediabetes, y a menudo se requieren manipulaciones genéticas o químicas para engañar a estos roedores comunes para que desarrollen diabetes y sus complicaciones, evitando así la progresión natural de la diabetes tipo 2. La diabetes no se imita en los humanos».

Sin embargo, en las últimas décadas, la rata del Nilo se ha convertido en un modelo potencial para la diabetes tipo 2. Originarios de las praderas del África subsahariana, estos roedores se alimentan de una dieta alta en fibra y baja en carbohidratos, a diferencia de sus primos más urbanos, que pueden haberse adaptado ya a una dieta alta en carbohidratos más parecida a la humana. Las dietas de laboratorio para las ratas del Nilo resultaron ser hipercalóricas y, al igual que los humanos, desarrollarían espontáneamente diabetes inducida por la dieta.

Anteriormente, el laboratorio de Thomson había demostrado que la rata del Nilo podría desarrollar retinopatía diabética con características importantes de pérdida de la visión, similar a los humanos, y carece de los otros modelos de roedores, consolidando a la rata del Nilo como un modelo para la 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 genéticas. En colaboración con Vertebrate Genome Project, el Morgridge Institute for Research y la University of Southern California, la colaboración internacional de investigadores ha ensamblado un genoma «altamente completo y altamente contiguo».

Una de 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 una enzima de procesamiento de carbohidratos llamada amilasa, lo que puede reflejar una falta de adaptación. a una dieta alta en almidón.

«Creemos que la rata del Nilo no está adaptada a las dietas altas en carbohidratos, lo cual tiene sentido porque normalmente comen pasto en África», dijo Toh. «Creo que es por eso que son tan propensos a la diabetes». Por el contrario, los ratones de laboratorio que vivían cerca y con 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 permite ver las consecuencias genéticas de la exposición 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 esperamos eventualmente observar también la epigenética».

Este estudio fue apoyado por la Iniciativa Garland para la Visión, financiada por la Fundación William K. Bowes Jr.

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