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Omics y Multi-omics: Las Ciencias ómicas y el enfoque multi-ómico

El Dr. Rod Snowdon, científico reconocido por su trabajo en el mejoramiento vegetal de Brassica napus para la producción de aceite de canola, de forma muy acertada dijo lo siguiente:

“La Genómica es la única rama de la Biología tan única que ella misma tiene su propio idioma. Así, lo que conocemos en otra Ciencia con un concepto, en la Genómica se llama diferente.”

Se define como Genómica al campo interdisciplinario de la biología que incluye tanto el estudio de los genes y sus funciones, como a todas las tecnologías desarrolladas para este campo.

Con el Proyecto Genoma Humano en 1990 se da inicio a la Era Genómica y a su culminación en 2003 se abre paso a la Era Post-Genómica. Nada fue tan disruptivo como la introducción del primer secuenciador en 2007, el Genome Analyzer de Solexa, que pasaría a ser la base de lo que hoy es, el líder en plataformas de secuenciación de siguiente generación: illumina.

Actualmente, la incursión de la Genómica en áreas clásicas del conocimiento ha dado paso a la creación de fusiones únicas y complejas a la vez: agrigenomics (genómica y agricultura), pharmacogenomics (genómica y farmacología) y nutrigenomics (genómica y nutrición).

Y de aquí parto para adentrarnos a las Ciencias ómicas.

Algunos reportes autores registran el uso del sufijo om proveniente del sánscrito que define a “la integridad y completitud”, mientras que otros reportan el sufijo ome del griego, o aquello “que tiene la naturaleza de” y que define a un conjunto o masa.

Hans Winkler – botánico alemán – acuñó en 1920 el término genoma (en alemán Genom) para describir a un conjunto de cromosomas. Y en 1987, Victor McKusick y Frankl Ruddle aportaron a la Ciencia el término genomics como el nombre de una revista o journal que se enfocaba en el mapeo genético, en la secuenciación de ADN y en la comparación de genomas.

Así, las ciencias ómicas se centran en el estudio de grandes conjuntos de moléculas biológicas.

  • Genomics (genes y variantes genéticas)
  • Epigenomics (modificaciones químicas a nucléotidos)
  • Transcriptomics (ARN mensajeros)
  • Proteomics (proteínas)
  • Metabolomics (metabolitos)
  • Microbiomics (genomas de microorganismos)

De esta capacidad de las ómicas para estudiar diversas moléculas presentes en los sistemas biológicos se originaron los enfoques multi-omics (approach) que logran comprender a profundidad un sistema complejo al considerarlo como un todo.

La aplicación de un experimento multi-ómico en el estudio de condiciones patológicas es de alta relevancia al habilitar permitir la comprensión e integración de información relacionada a redes de regulación genética, transcritos a proteínas e interacciones con el medio ambiente. Por su naturaleza, este tipo de ensayos se basa en un gran número de comparaciones y sus respectivos análisis bioinformáticos y estadísticos personalizados.

De manera particular, el alcance de las tecnologías genómicas illumina y 10x Genomics y sus aplicaciones multi-omics seguirán en desarrollo, permitiendo integrar información cada vez más específica y a un nivel de detalle tan complejo como el de célula por célula.

Un ejemplo actual de esto es en la inmunogenómica (immunogenomics) en la que científicos a nivel global realizan experimentos del tipo genome-wide con genomas completos para la búsqueda de variantes asociadas a susceptibilidad ante COVID-19 o en el análisis de la respuesta inmunitaria mediante un enfoque multi-omics que interroga el transcriptoma y las proteínas de superficie de cada célula B presente en una muestra para ensayos de producción de anticuerpos, o para evaluar la especificidad de antígenos en células T.

Hoy, con el acceso a métodos genómicos desarrollados en microarreglos, secuenciación por síntesis, y en la tecnología single-cell, se abren posibilidades inimaginables en un campo de estudio que no sólo tiene su propio idioma, sino que se ha convertido en el motor de cambio y de alto impacto a nivel mundial.

Sé parte de este impacto y adéntrate a la Era de la Post-Genómica.

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Referencias

  • Barh, D., Zambare, A. & Azevedo, V. (2013). OMICS: Applications in Biomedical, Agricultural, and Environmental Sciences. Florida, EUA. CRC Press / Taylor & Francis Group.
  • Hasin, Y., Seldin, M., & Lusis, A. (2017). Multi-omics approaches to disease. Genome biology, 18(1), 1-15.
  • Horgan, R. P., & Kenny, L. C. (2011). ‘Omic’ technologies: genomics, transcriptomics, proteomics and metabolomics. The Obstetrician & Gynaecologist, 13(3), 189-195.
  • Nature Research Custom Media. (2020). COVID-19: unravelling the host immune response. Recuperado de: https://www.nature.com/articles/d42473-020-00323-5

 

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Monserrath Rodríguez
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