Museòmica

Carles Lalueza Fox, Director del Museu de Ciències Naturals de Barcelona

Què és la museòmica?

La museòmica és una nova disciplina sorgida a partir de l’ADN antic i inclou museus d’història natural i herbaris de tot el món. La museòmica es pot definir com l’aplicació de les tècniques òmiques (genòmica, paleogenòmica i fins i tot paleoproteòmica) a espècimens històrics i d’arxiu que anteriorment no podien ser objecte de tractament i permet recuperar dades genòmiques d’espècies extingides o en declivi. Aquestes dades tenen el potencial de documentar l’erosió genètica en espècies amenaçades, obtenir genomes d’espècies extingides, establir filogènies moleculars, resoldre dubtes taxonòmics amb holotips i explorar la diversitat passada de les espècies existents abans de la crisi climàtica actual. A més, poden aportar informació sobre modificacions epigenètiques i fins i tot sobre patògens del passat que poden ser interessants des del punt de vista biomèdic.

Tot i que els espècimens dels museus solen tenir menys de 200 anys d’antiguitat, plantegen diferents problemes tècnics associats a la varietat de mètodes de recollida i conservació, inclosos els teixits fixats amb formol i conservats amb etanol, que poden danyar l’ADN. Fins fa molt poc, gairebé no s’havia avançat en els mètodes d’extracció que poguessin tractar aquests tipus tan heterogenis de mostres. Però, això ha començat a canviar amb l’arribada de les tecnologies de seqüenciació de segona generació a partir de 2008 i el desenvolupament de nous protocols per a espècimens problemàtics.

La museòmica pot tenir aplicacions dins les iniciatives i polítiques de conservació, però també podria tenir conseqüències en la museografia de les institucions implicades, que per la seva banda podrien exposar els seus resultats com a actores actives de la recerca (figura 1). Si es deixa passar aquesta oportunitat, és probable que durant les properes dècades es creï una bretxa entre les institucions en la seva percepció pública.

Figura 1. Representació del procediment tècnic, la valoració de riscos i els possibles beneficis científics i socials per a una institució d’un projecte de museòmica.

És la museòmica una eina útil per a la conservació?

Un ús molt evident de la museòmica és l’estudi de la pèrdua de la biodiversitat de les espècies actuals, sobretot les que actualment estan en perill d’extinció. Els museus de tot el món conserven milions d’espècimens provinents de regions geogràfiques que avui dia es troben fora de l’àrea de distribució d’aquestes espècies. Determinar i fer un seguiment de la diversitat genètica dins d’una espècie o població concreta pot garantir la seva supervivència a llarg termini, ja que hi pot afegir una dimensió temporal. No obstant això, molt sovint s’ha deixat de banda aquest aspecte dins la conservació. Sembla una obvietat que tota política de conservació hauria de tenir en compte els indicadors genètics de la diversitat genètica, inclosa l’anterior a una escala poblacional que només es pot obtenir a partir d’espècimens històrics.

A més, aquest enfocament podria ajudar a identificar les mutacions deletèries acumulades durant el declivi demogràfic de les espècies en perill; i l’eliminació d’algunes d’aquestes mutacions amb mètodes d’edició genètica en espècies amenaçades podria ser crucial per a la viabilitat dels seus últims individus supervivents.

Pot la museòmica ajudar a conèixer les branques que falten a l’Arbre de la Vida?

La museòmica també es pot utilitzar per generar paleogenomes (per exemple, informació a escala del genoma a partir de mostres històriques o antigues) d’espècies extingides per tal de comprendre els esdeveniments evolutius recents. Malgrat que avui dia això pugui semblar una tasca rutinària, el nombre de paleogenomes d’espècies extintes que s’ha publicat és realment petit (només 14 espècies, entre les quals trobem el mamut llanut, l’os de les cavernes, la cotorra de Carolina, la rata de l’illa de Christmas, la quagga, el colom migratori o la papallona blava Xerces). I el nombre d’espècies que estan seqüenciades amb alta cobertura, amb una qualitat de seqüència equiparable a la dels genomes moderns, és només una fracció de les anteriors. Aquest fet no resulta sorprenent si tenim en compte que, actualment, només menys de l’1 % de les aprox. 35.000 espècies en perill d’extinció disposen d’assemblatge genòmic (normalment en forma d’esborrany).

I resulta interessant per als holotips dels museus?

Els museus de ciències naturals tenen als seus arxius centenars de milers d’holotips (espècimens utilitzats per establir originalment una nova espècie). Les noves espècies es descriuen morfològicament seguint les regles estàndard de la taxonomia, però gairebé mai no s’estudien genèticament; i es pot argumentar que l’obtenció del genoma d’una espècie és la manera definitiva de descriure-la avui dia. El desconeixement d’una diversitat genètica intraespecífica acabada de descriure fa que a vegades els holotips no siguin el que se suposa que són. La museòmica ofereix la possibilitat de proporcionar informació genòmica dels holotips i ajudar a explicar-ne la taxonomia.

Com es pot articular aquesta nova disciplina?

Tant els museus d’història natural com els equips d’investigació ja estan preparats per establir la disciplina de la museòmica. Cal dissenyar protocols que minimitzin el mostreig destructiu i planificar enfocaments tècnics específics en funció de l’espècie i el tipus de material, així com de les taxes d’èxit anteriors dels procediments experimentals. Per tant, cal que es produeixi un diàleg obert entre investigadors i conservadors, i vetllar per l’establiment de protocols de mostreig comuns i de millors pràctiques.

Més informació :

Lalueza-Fox, Carles. Museomics. Current Biology, Volume 32, Issue 21, R1214 – R1215

Lectures addicionals

  • Alberch, P. (1993). «Museums, collections and biodiversity inventories». Trends in Ecology and Evolution, 8 (10), 372-375.
  • Hahn, E. E.; Alexander, M. R.; Grealy, A.; Stiller, J.; Gardiner, D. M.; Holleley, C. E. (2022). «Unlocking inaccessible historical genomes preserved in formalin». Molecular Ecology Resources, 22 (6), 2130-2147.
  • Jensen, E. L.; Díez-del-Molino, D.; Gilbert, M. T. P.; Bertola, L. D.; Borges, F.; Cubric-Curik, V.; Navascués, M. de; Frandsen, P.; Heuertz, M.; Hvilsom, C.; Jiménez-Mena, B.; Miettinen, A.; Moest, M.; Pečnerová, P.; Barnes, I.; Vernesi, C. (2022). «Ancient and historical DNA in conservation policy». Trends in Ecology and Evolution, 37 (5), 420-429.
  • Paez, S.; Kraus, R. H. S.; Shapiro, B.; Gilbert, M. T.P .; Jarvis, E. D. (2022). «I Vertebrate Genomes Project Conservation Group. Reference genomes for conservation». Science, 377 (6604), 364-366.
  • Raxworthy, C. J.; Tilston Smith, B. (2021). «Mining museums for historical DNA: advances and challenges in museomics». Trends in Ecology and Evolution, 36 (11), 1049-1060.
  • Ruiz-Gartzia, I.; Lizano, E.; Marques-Bonet, T.; Kelley, J. L. (2022). «Recovering the genomes hidden in museum wet collections». Molecular Ecology Resources, 22 (6), 2127-2129.
  • Straube N.; Lyra, M. L.; Paijmans, J. L. A.; Preick, M.; Basler, N.; Penner, J.; Rödel M.-O.; Westbury, M. V.; Haddad, C. F. B.; Barlow, A.; Hofreiter, M. (2021). «Successful application of ancient DNA extraction and library construction protocols to museum wet collection specimens». Molecular Ecology Resources, 21, 2299-2315.
  • Wandeler, P.; Hoeack, P. E. A.; Keller, L. F. (2007). «Back to the future: museum specimens in population genetics». Trends in Ecology and Evolution, 22 (12), 634-642.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *