¿Qué significa cepa genéticamente tratable?

Quiero estudiar las propiedades de Pyrococcus Furiosus para sobrevivir a la radiación gamma mediante la explotación del análisis de datos de secuenciación de ADN como un estudio de bioinformática. Antes de aprender a analizar este tipo de datos, quería echar un vistazo a algunos trabajos que ya se han realizado. Encontré este interesante artículo: La secuenciación del genoma de una cepa de Pyrococcus furiosus genéticamente manejable revela un genoma altamente dinámico .

Creo que podría ser un buen punto de partida. Sin embargo, no es fácil entender todo el artículo para mí y sospecho que la fuente de esta dificultad se debe principalmente al hecho de que no sé qué significa " cepa de Pyrococcus Furiosus genéticamente tratable ".

Buscando en Google encontré este artículo: Evasión sistemática de la barrera de restricción-modificación en bacterias , que explica:

Las bacterias que son recalcitrantes a la manipulación genética utilizando modernas técnicas in vitro se denominan genéticamente intratables. La intratabilidad genética es una barrera fundamental para el progreso que dificulta la investigación y el desarrollo de microbiología básica, sintética y traslacional más allá de unos pocos organismos modelo. Las causas subyacentes más comunes de la intratabilidad genética son los sistemas de modificación de restricción (RM) , mecanismos de defensa ubicuos contra el ADN xenogénico que dificultan el uso de enfoques genéticos en la gran mayoría de las bacterias y exhiben una variación a nivel de cepa. Aquí, describimos un enfoque sistemático para superar los sistemas RM.

Luego dice también que:

Una cepa que no es susceptible de alteraciones de su genoma o de la introducción de nueva información genética durante la ingeniería genética se denomina genéticamente intratable .

Por lo tanto, a partir de estas breves explicaciones, tengo una idea de lo que significa genéticamente intratable . Pero, todavía me pregunto por qué en el primer artículo que mencioné, los científicos deberían haber estado interesados ​​en secuenciar un genoma de este tipo (tratable genéticamente) y compararlo con el que se secuenció primero (la llamada cepa de referencia ) . Además, ¿qué significa genéticamente tratable?

En efecto, en el caso del artículo primero, se informa la siguiente descripción:

La mejor caracterizada de las especies de Pyrococcus es P. furiosus, la primera en ser aislada (19) y la primera en secuenciar su genoma (49). Este organismo ha sido estudiado por numerosos enfoques basados ​​en “ómicas”, que incluyen transcriptómica por mosaico (59) y micromatrices de ADN (14, 35, 51, 54, 57), genómica comparativa (8, 33, 60), proteómica (32 , 42), metalómica (11) y genómica estructural (25). En muchos sentidos, se ha convertido en uno de los modelos de hipertermófilos, un estatus sostenido recientemente por el desarrollo de un sistema genético para el organismo (37). Esto se basó enaislamiento de una variante en una población de cepas de laboratorio, designada COM1, que fue altamente eficiente en la captación y recombinación de ADN exógeno tanto en formas circulares como lineales. La cepa COM1 se obtuvo mediante la interrupción del gen dirigido de la pyrF. locus (PF1114) utilizando un plásmido diseñado para la recombinación de cruce doble (37).

Entonces lo que hacen es:

Ahora se ha determinado la secuencia del genoma de COM1, y la comparación con la secuencia publicada de la cepa de referencia de P. furiosus (49) (NC_003413) reveló una cantidad sorprendentemente grande de cambios.

Por lo tanto, no entiendo (tanto en el caso de este artículo como en el caso general) qué significa genéticamente tratable (la descripción dada por el artículo no es suficiente para que yo lo entienda) y por qué estamos interesados ​​en hacer la alineación entre el secuencia del genoma de referencia y el genoma de la cepa genéticamente tratable?

Lo siento si mi pregunta puede ser trivial, pero mis antecedentes biológicos son muy pobres. Reporté los extractos de los artículos porque me dan una idea de la respuesta pero, para ser honesto, no los he entendido del todo. Por lo tanto, si me puede explicar también esos extractos, sería genial. Gracias de antemano.

Respuestas (1)

Básicamente, ya tienes la idea de "genéticamente manejable": si podemos modificar fácilmente el genoma de un organismo usando técnicas conocidas, entonces es genéticamente manejable.

Ese es un objetivo móvil, por supuesto, porque el conjunto de técnicas disponibles se expande constantemente, por lo que esta es más una definición pragmática que una definición taxonómica. Sin embargo, es una noción bastante importante porque es mucho más difícil estudiar un organismo o desarrollar aplicaciones si no se puede manipular su genoma. Si puede manipular la genética, entonces puede crear cepas noqueadas, introducir nuevas funciones y aplicar muchas, muchas otras técnicas biológicas poderosas y útiles.

Entonces, ahora a la última parte de la pregunta: suponiendo que ahora tiene una cepa manejable, ¿por qué compararla con la cepa de referencia? Bueno, si está trabajando en aplicaciones de ingeniería, probablemente no necesite hacerlo (aparte de la curiosidad). Sin embargo, si desea utilizar la cepa tratable para estudiar cosas sobre la forma de referencia original del organismo, entonces necesita conocer sus diferencias en detalle, para tener una idea de cuántos resultados obtuvo mediante la manipulación de la cepa tratable. Es probable que la tensión informe su comprensión del formulario de referencia.

Gracias @jakebeal. Tengo una última pregunta: entonces, por ejemplo, si destruyen un gen (PF1114) y luego comparan el genoma "modificado" con la referencia y ven (por secuenciación de ADN) que el genoma tratable tiene dos grandes segmentos cromosómicos que tienen orden invertido con respecto al orden de referencia y que, a pesar de esto, no tienen consecuencias aparentes para la función metabólica adecuada, ¿es esto una especie de evaluación del hecho de que son resistentes a las perturbaciones (que pueden ser causadas por la radiación gamma)?
@Manuela Creo que esta es realmente una pregunta separada sobre cómo interpretar las relaciones entre los genomas. Destruir un gen y reorganizar segmentos cromosómicos son tipos de actividades muy diferentes, y no estoy muy seguro de cómo estás tratando de juntar las piezas aquí.
Bien, gracias de nuevo.
Estaba pensando en esta discusión nuevamente... Lo que todavía no puedo digerir es por qué es correcto comparar la secuencia de ADN del genoma de la cepa tratable genéticamente (que es una variante de la especie Pyrococcus Furiosus) que ha sufrido una alteración genética específica con la referencia ? Quiero decir... compararía la cepa variante tratable genéticamente de Pyrococcus Furiosus después de la interrupción del gen objetivo con la secuencia de ADN del genoma de la cepa variante tratable genéticamente del Pyrococcus Furiosus antes de la modificación (es decir, antes de la interrupción del gen objetivo)...
¿Podría ser la razón que una variante puede considerarse igual que la cepa "original" o "principal"? Creo que no es una pregunta aparte pero si no sabes y crees que debería hacer otro post sobre esto, lo haré.
@Manuela Creo que sería bueno hacer su pregunta más enfocada, específicamente sobre la comparabilidad, como un seguimiento separado, vinculado a esta pregunta.