UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La variació genètica és la matèria prima de l'evolució: són les petites diferències entre els individus d'una mateixa població les que, amb el temps, generaran tota la diversitat d'éssers vius existent a la Terra. La descripció i explicació de les forces que controlen la variació genètica dins i entre poblacions és el tema central de la genètica de poblacions. L'obtenció d’un número explosiu de seqüències de DNA a diferents gens i espècies ha canviat radicalment les perspectives de la genètica de poblacions, transformant-la des d'una ciència empírica insuficient fins a un esforç interdisciplinari de gran abast, on els aparells de generació de noves seqüències a gran escala s’integren amb eines bioinformàtiques per a l'extracció i gestió de dades, juntament amb avançats models teòrics i estadístics per a la seva interpretació.

Aquesta tesi és un projecte de bioinformàtica i genètica de poblacions complet, l'objectiu principal del qual és l'estudi de la diversitat genètica a les poblacions. S'ha dut a terme en tres passos seqüencials: (i) el desenvolupament d'eines per a l'extracció, processat, filtrat i control de qualitat de seqüències de DNA, (ii) la generació de bases de dades de coneixement a partir de les dades obtingudes a la primera part i (iii) la prova d'hipòtesis que requereixen de dades de varies espècies i regions del genoma.

A la primera part de la tesi hem desenvolupat PDA (Pipeline Diversity Analysis, http://pda.uab.cat), una aplicació Web de codi obert que permet l'exploració de la variació genètica a partir dels milions de seqüències que hi ha emmagatzemades a les principals bases de dades públiques. Totes les dades extretes i analitzades a la primera part de la tesi són utilitzades a la segona part per a crear un recurs via Web de la variació genètica en el gènere Drosophila (DPDB, Drosophila Polymorphism Database, http://dpdb.uab.cat). Finalment, la tesi inclou dos estudis que utilitzen els mòduls d'extracció i anàlisi de dades desenvolupats a la primera part. En el primer, hem estudiat patrons de variació genètica per a inferir l'acció de la selecció natural a seqüències de DNA que no codifiquen cap gen però que en canvi estan conservades entre diferents individus d'una mateixa o de diferents espècies. Els resultats mostren que aquestes seqüències conservades no codificadores són mantingudes per la selecció purificadora a Drosophila. El segon estudi es centra en l'evolució dels gens Hox, una classe de gens que estan involucrats en l'especificació de les regions al llarg de l'eix anteroposterior del cos i que són per tant essencials en el desenvolupament primerenc. Sorprenentment, els resultats mostren que els gens Hox evolucionen més ràpidament que altres gens que no són essencials durant el desenvolupament o que presenten patrons d'expressió menys complexos.

Resumint, els treballs presentats a aquesta tesi tanquen un cicle complet de projecte bioinformàtic, incloent tots els passos necessaris des de l'extracció de dades fins a la generació de nou coneixement científic. És més, el resultat de cada pas és la llavor per a múltiples possibles estudis en el següent pas, i per tant aquesta tesi té moltes aplicacions per a la comunitat científica.


Figura 2. Portada de la tesi doctoral presentada per Sònia Casillas Viladerrams.