Pisabarro irakaslea, Joint Genome Institute izenekoaren proiektuaren koordinatzailea

Gerardo Pisabarro De Lucas Nafarroako Unibertsitate Publikoko Mikrobiologiako katedradunak koordinatuko du Joint Genome Institute izenekoaren proiektuetako bat, Estatu Batuetako Energia Sailaren Zientzia Bulegoaren mendean dagoen bat, bioerregaiak ekoizteko gaietarako. Zehazki, bere ikerketa taldeak (Genetika eta Mikrobiologiako ikerketa taldeak, Lucía Ramírez irakasleak zuzentzen duenak) konparatuko ditu 12 onddoren genoma adierazpenak, jakiteko zein diren organismo horiek erabiltzen dituzten estrategiak zuraren lignina degradatzeko. Lignina esaten zaio zuhaitzen eta beste landare batzuen osagai bati, eta bere degradazioa beharrezkoa da zelulosa bioerregai bihurtu ahal izateko —hain zuzen ere zelulosa da karbono organikoaren biltoki handiena—.

Azkeneko urteotan, erregai fosilak ordeztuko dituen erregaia bilatzeko lana bioerregaien ekoizpenera bideratu da nagusiki. Aurrena lehen belaunaldiko alkohol izenekoa egiten zen, patata, arto edo zerealekin, baina orain bigarren belaunaldiko erregaiei utzi die bidea. Horien ekoizpenean alkohola zurarekin edo antzeko hondarrekin egiten saiatzen dira, esaterako lastoarekin.

“Hori zailagoa da —dio Gerardo Pisabarro jaunak—, landareek hainbat mekanismo garatu baitituzte, zuraren zelulosa intsektuetatik eta mikroorganismoetatik babesteko, eta, hortaz, lehenengo urratsa babes hori deuseztatzea da”. Ohiko tratamendu termokimikoen aldean, energia kontsumitzen baitute eta kutsatzaileak baitira, oraingo alternatiba tratamendu biologikoak dira. Hor sartzen dira jokoan zura degradatzen duten onddoak, lignina desegiten baitute, alegia, zelulosa babesten duen plastikozko funda antzeko hori.

Lignina nekez degradatzen da, bere konposizio kimikoagatik, zeina gizakiak ingurunera botatzen dituen kutsatzaile batzuen antzekoa baita, alegia, kolorante edo olio batzuek dutenaren antzekoa, edo zura eta paper pasta eta orea ekoizten duten industrien azpiproduktuek dutenaren antzekoa. “Onddoa izaki biziduna da eta enzimak sortzen ditu, hau da, zura degradatzeko tresnak. Helburua da ziza eta onddo horiek, eta sortzen dituzten enzimak, modu kontrolatuan erabiltzea, eta horrela zelulosa azukrea sortzeko erabili ahal izango dugu eta alkohola egin” dio.

Hiru urte proiektua burutzeko

JGI erakundeak zuraren onddo degradatzaileen 30 genoma gehiago egiten ari den ikerketa garatzearekin batera —eta horietan NUPeko talde honetako ikertzaileek ere parte hartzen dute—, Gerardo Pisabarrok koordinatzen duen taldeak hamabi onddo hartzen ditu ikerketagai, eta helburu oso zehatz bat dauka: “Badakigu zein diren onddo bakoitzak dituen geneak, baina ez dakigu nola erabiltzen dituzten. Gure buruari galdetu diogu nola erabiltzen dituzten onddoek beren armak zura degradatzeko, eta hori modu konparatuan egin nahi dugu; hau da, onddoak baldintza beretan jarri nahi ditugu eta ikusi zein diren zerbait adierazten duten geneak, beren egoeraren arabera. Horrekin jakin ahal izango dugu zein diren zehazki onddoek dituzten estrategiak zura degradatzeko”. Teknika horri transkriptomika konparatua izena ematen zaio, eta horren bidez kuantifikatzen da eta konparatzen organismo baten geneen adierazpen maila.

Proiektua hiru urterako da, eta hainbat herrialdetako ikertzaileen lankidetza izango du. Nolanahi ere, unibertsitate eta ikerketa zentro lankideen kopurua ez da berdina izango, lanaren fasearen arabera.

Pisabarro irakasleak transkriptomikaren garrantzia azpimarratzen du, urrats bat gehiago baita gure zelulek ere nola funtzionatzen duten jakiteko. “Guk zeluletan material genetiko bera daukagu, baina gene guztiek ez dute zerbait adierazten edo ez dira agertzen aldi berean; enbrioi zinenean zerbait adierazten zuten zure geneak eta orain zerbait adierazten dituzunak desberdinak dira, biriketan edota gibelean agertzen direnak ez dira berdinak e.a. Askoz ere hobeki jakingo dugu nola funtzionatzen duen organo batek, jakinez gero zein diren adierazten ari diren geneak; eta, halaber, hobeki identifikatu ahal izango dugu tumore bat, horretan agertzen ari diren geneak zein diren badakigu, eta konparatzen baditugu ondoko zelulako geneekin, zelula hori osasuntsua bada.

Azken finean, izaki bizidun guztiek, onddoetatik hasi eta gizakira iritsi arte, berdina dugu funtzionatzeko modua, eta horregatik “ondorioak ateratzen baditugu ere onddoek zura degradatzeko duten erari buruz, halaber informazioa erdietsiko dugu jakiteko nola funtzionatzen duten zelulek beste alor batzuetan aplikatzeko. Horri sistemen biologian esaten diogu ulertzea nola funtzionatzen duen zelulak bere multzoan”.

Informazio bolumen handia

Proiektuaren aplikazio hurbilena izango da zuraren degradazio prozesua ezagutzea, eta hortik aurrera, bioprozesu efizienteagoak garatzea, beste industria aplikazio bati bidea emateko, zeinetan alkohola hain kutsatzailea ez den eta ekologikoagoa den modu batean ekoizteko.

Horretaz gainera, ikusirik nolakoa den erabili beharko diren datuen bolumena, proiektua erronka teknologikoa da bioinformatikaren arloan. “Onddo bakoitzak 10.000 gene dauzka —azaltzen du proiektuaren koordinatzaileak—, baina ez dugu konparatu behar gene bat hamabi onddoetako bakoitzean, baizik eta hamar mila konparatu behar ditugu. 10.000 beste 10.000rekin konparatzen badituzu, hor daude 100 milioi konparazio, baina beste hamar mila, eta beste hamar mila gehitzen badizkiozu, hamabi onddoetara iritsi arte, trukatzen den informazio bolumena izugarria da, eta datu horiek guztiak kudeatzeak badu konplexutasunik”.

NUPeko Genetika eta Mikrobiologiako taldeak hainbat ekipo eta langile kualifikatu dauzka lanari ekiteko eta “bioinformatikaren alorra hain laster eboluzionatzen ari da, non, datuen bolumen osoarekin lan egiteko garaia iristen denean, hori ez baita izango inongo arazoa”.

Genoma sekuentziatzen

NUPeko ikertzaileek, gainera, JGI institutuak 30 genoma gehiago sekuentziatzeko proiektuan ere parte hartuko dute, horrela zura degradatzen duten onddoen ahal diren adar guztiak hartzeko.

Pisabarro irakaslearen taldea buru izan zen ostra zizaren genoma sekuentziatzeko lanean. Onddo horrek 70 milioi “letra” edo oinarri dauzka, bi kopia baliokidetan; izan ere, ziza hori, gizakiak bezalaxe, kromosoma bakoitzaren bi kopia baliokide dauzka. Genoma osoa sekuentziatzeko proiektuan 280 milioi letra erabili ziren, hainbat aldiz irakurri behar izan baitzen gene multzo bakoitza, emaitza ona ziurtatzeko. Horretarako NUPeko bioinformatikako taldeak eta adierazpenaren analisiarenak beren lan arlotan eskuragarri dauden azken tresnak garatu eta aplikatu behar izan dituzte.

Horrek guztiak zer ekartzen duen ulertzeko, Gerardo Pisabarrok adibide hau jartzen du: “70 milioi letra testu baten 11.500 orrialde izango lirateke. Orrialdeak folioak balira, errenkadan 3,5 kilometro baino gehiago hartuko lituzkete, eta letrak errenkada batean idatziz gero, 141 kilometro hartuko lituzkete”.