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FANTASMA

FANTOM (Anotación Funcional del Genoma del Ratón/Mamífero) es un consorcio de investigación internacional establecido por primera vez en 2000 como parte del instituto de investi...

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FANTOM (Anotación Funcional del Genoma del Ratón/Mamífero) es un consorcio de investigación internacional establecido por primera vez en 2000 como parte del instituto de investigación RIKEN en Japón . [ 1 ] La reunión original reunió a científicos internacionales de diversos orígenes para ayudar a anotar la función de los clones de ADNc de ratón generados por el grupo Hayashizaki. [ 2 ] Desde el esfuerzo inicial de FANTOM1, el consorcio ha publicado múltiples proyectos que buscan comprender los mecanismos que rigen la regulación de los genomas de mamíferos . [ 1 ] Su trabajo ha generado una gran colección de datos compartidos y ha ayudado a avanzar las metodologías bioquímicas y bioinformáticas en la investigación genómica .

Historia de FANTOM

Base

En 1995, investigadores del Instituto RIKEN comenzaron a crear una enciclopedia de ADNc de longitud completa para el genoma del ratón . El objetivo de este «Proyecto Enciclopedia del Ratón» era proporcionar una anotación funcional del transcriptoma del ratón . Este mapeo constituiría un recurso valioso para el descubrimiento de genes , la comprensión de los genes causantes de enfermedades y la homología entre especies . Desde el principio, esto prometía ser una tarea formidable. Las metodologías actuales eran insuficientes para generar clones de ADNc de longitud completa a gran escala, y para que fueran útiles como recurso, las anotaciones tendrían que ser consensuadas por expertos de diferentes disciplinas. [ 1 ] [ 2 ]

El primer objetivo fue desarrollar métodos que permitieran la generación de bibliotecas de ADNc de longitud completa. Los protocolos de transcriptasa inversa de la época presentaban dificultades con la estructura secundaria del ARNm , lo que generaba ADNc abreviados difíciles de alinear y que provocaban complicaciones adicionales en el análisis posterior. Para superar esta limitación, se desarrolló un método que utilizaba trehalosa para permitir que la transcriptasa inversa funcionara a una temperatura más alta, relajando así las estructuras secundarias. [ 3 ] Además, se desarrollaron otros métodos para facilitar la construcción de bibliotecas de ADNc clonales. Estos incluyen un sistema de captura basado en biotina para seleccionar ADNc de longitud completa, un novedoso vector de fago lambda que minimizaba los sesgos al introducir ADNc en un plásmido y una estrategia iterativa para enriquecer el ADNc que aún no se había secuenciado . [ 1 ] [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

La secuenciación comenzó en 1998 y progresó rápidamente, generando 246 bibliotecas de ADNc que comprendían 21.076 clones de ADNc en una amplia gama de células y tejidos de ratón . Si bien esta etapa fue en gran medida exitosa, se encontraron limitaciones adicionales a nivel bioinformático. Los ADNc secuenciados se anotaron de forma semiautomática utilizando bases de datos disponibles (como homología de especies y motivos proteicos conocidos) para asignar genes dentro de un marco de Ontología Génica (GO). Sin embargo, muchas secuencias nuevas no tuvieron coincidencias significativas al realizar búsquedas BLAST en bases de datos genéticas. [ 1 ] [ 2 ]

Tras consultar con Gerry Rubin , organizador del primer proyecto de anotación del genoma de Drosophila melanogaster , se hizo evidente la necesidad de un sistema de anotación robusto que incorporara predicción computacional y curación manual para las nuevas secuencias. Con el objetivo de obtener la opinión de expertos en bioinformática, genética y otros campos científicos, el grupo RIKEN organizó la primera reunión de FANTOM.

FANTOM1

Para facilitar la anotación de los clones de ADNc de ratón, el grupo de investigación RIKEN desarrolló un servicio web llamado FANTOM+ antes de la primera reunión. Los usuarios podían buscar motivos , ver puntuaciones de similitud de secuencia precalculadas, así como consultar otras bases de datos públicas e integrar anotaciones relevantes en la base de datos FANTOM. La asignación y anotación funcional de los genes requirió múltiples herramientas y bases de datos bioinformáticas. Las herramientas predominantes incluyeron BLASTN/BLASTX, FASTA /FASTY, DECODER, EST-WISE y HMMER , mientras que se utilizaron bases de datos de ácidos nucleicos y proteínas como SwissProt , UniGene y NCBI-nr. Simultáneamente, una colaboración con el grupo Mouse Genome Informatics (MGI) permitió a los investigadores de RIKEN establecer un conjunto validado de clones que eran idénticos entre las dos bases de datos. [ 1 ] [ 2 ]

Armado con metodologías computacionales y más de 20 000 secuencias de ADNc, el grupo RIKEN organizó la primera reunión FANTOM en la ciudad de Tsukuba del 28 de agosto al 8 de septiembre de 2000. Se reclutó a un grupo diverso de científicos internacionales para discutir estrategias y ejecutar la anotación de los clones RIKEN. Los procedimientos computacionales ensamblados permitieron la comparación de secuencias y el análisis de dominios para asignar funciones putativas utilizando términos GO. La redundancia de los clones de ADNc representó un desafío, que requirió estrategias de agrupamiento y la consulta del conjunto de validación MGI para identificar clones únicos. El conjunto de clones RIKEN se redujo finalmente a 15 295 genes, aunque esto se consideró con cautela una sobreestimación. [ 1 ] [ 2 ]

Descripción general de la definición de RIKEN

Un elemento central en los esfuerzos de curación fue la creación de la definición RIKEN. Esta proporcionó un método jerárquico y sistemático para asignar funciones a los clones basándose en genes conocidos, priorizando el conocimiento previamente establecido o bien curado. La naturaleza jerárquica de la clasificación permitió la coherencia cuando una secuencia era muy similar a múltiples genes diferentes. Es importante destacar que, si no se encontraba similitud de secuencia, la definición asignaba una función putativa basándose en firmas de motivos proteicos predichos, potencial codificante y coincidencias con bases de datos de etiquetas de secuencia expresada (EST). Solo en ausencia de cualquier similitud predicha o representativa se consideraría un clon "inclasificable". [ 1 ] [ 2 ]

Los esfuerzos conjuntos de RIKEN/FANTOM dieron como resultado una publicación en Nature en 2001. [ 7 ] Los resultados incluyeron la asignación de los 21.076 clones de ADNc a 4.012 términos GO, la identificación de nuevos genes de ratón y motivos proteicos, la detección de posibles formas de empalme alternativas y el descubrimiento de genes de ratón ortólogos a genes de enfermedades humanas. Además, el primer genoma humano secuenciado se publicó una semana después e incorporó los resultados de FANTOM para predecir el número de genes humanos. [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ]

FANTOM2

Tras establecer y perfeccionar los protocolos para la generación de bibliotecas de ADNc de longitud completa, el grupo RIKEN continuó ampliando la colección FANTOM. Las modificaciones en sus métodos permitieron una mayor selección de transcripciones raras y largas, posibilitando la identificación de ADNc de más de 4 kb de longitud. La segunda reunión de FANTOM tuvo lugar en mayo de 2002; para entonces, el número de clones de ADNc había aumentado en 39 694, hasta alcanzar un total de 60 770. [ 1 ] [ 9 ]

Una conclusión obtenida de FANTOM1 fue que la poliadenilación alternativa era común en el transcriptoma del ratón, lo que significa que la agrupación del extremo 3' generaba una extensa redundancia. Para abordar esto, se realizó una secuenciación adicional del extremo 5' para identificar clones únicos. La publicación de FANTOM2 aportó una adición sustancial de nuevos transcritos codificantes de proteínas. Posiblemente el resultado más notable de FANTOM2 fue que los esfuerzos por seleccionar transcritos largos y raros revelaron una cantidad significativa de ARN no codificante de proteínas . [ 1 ] [ 9 ]

Una vez más, la colección FANTOM demostró ser un recurso fructífero. Los ARN no codificantes se identificaron como ARN antisentido y ARN largos no codificantes (lncRNA), clases de ARN reguladores poco comprendidas. [ 10 ] [ 11 ] La primera secuencia publicada del genoma del ratón utilizó las anotaciones establecidas por FANTOM. [ 10 ] Otros esfuerzos lograron describir familias de proteínas completas, como los receptores acoplados a proteínas G. [ 1 ] [ 12 ] [ 13 ]

FANTOM3

Un objetivo final de FANTOM es establecer redes genéticas que capturen las interacciones reguladoras de la transcripción y diferenciar estas interacciones según el tipo o estado celular. En este sentido, se comprendió que la naturaleza polimórfica del extremo 5' de las secuencias requeriría un mapeo exhaustivo. La caracterización de los sitios de inicio de la transcripción (TSS) permitiría identificar promotores y diferenciar su uso entre los distintos tipos celulares. Esto también implicó la necesidad de desarrollar aún más los métodos de secuenciación. Mientras se seguían generando cDNAs de ratón de longitud completa, los investigadores liderados por RIKEN establecieron el Análisis de la Expresión Génica mediante la Captura (CAGE), una técnica que impulsaría gran parte de su trabajo futuro. [ 1 ]

Esquema de CAGE

Desarrollo de CAGE

CAGE fue una continuación de los conceptos desarrollados para FANTOM1 —y ampliamente utilizados en los proyectos posteriores— para capturar las caperuzas 5' del ARNm . A diferencia de los esfuerzos anteriores para generar ADNc de longitud completa, CAGE examina fragmentos, o etiquetas, de 20 a 27 aminoácidos. Esto proporcionó un método económico y de alto rendimiento para mapear los TSS, incluyendo la estructura y la actividad del promotor. [ 1 ]

Los pasos generales son los siguientes: el ADNc se transcribe inversamente a partir del ARNm utilizando cebadores aleatorios u oligo dT . A continuación, se emplea el método de captura de capuchón para asegurar la selección de ADNc de longitud completa. Esto implica añadir biotina al capuchón 5' y la posterior captura con perlas de estreptavidina tras una digestión con ARNasa para eliminar el ARN monocatenario que no se ha hibridado con el ADNc. Tras la captura del capuchón, el ADNc se separa del híbrido ARN-ADNc. Se liga un enlazador CAGE bicatenario, también biotinilado, al extremo 5' del ADNc, y se sintetiza la segunda hebra del ADNc. Este ADN bicatenario resultante se digiere con la endonucleasa Mme1 , cortando el enlazador CAGE y produciendo una etiqueta CAGE de 20-27 pb. Se añade un segundo enlazador al extremo 3' y la etiqueta se amplifica mediante PCR . Finalmente, las etiquetas CAGE se liberan de los enlazadores 5' y 3'. Luego, las etiquetas pueden ser secuenciadas, concatenadas o clonadas. [ 4 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] En ese momento, CAGE se llevó a cabo utilizando el secuenciador capilar RISA 384 que había sido establecido previamente por RIKEN. [ 1 ]

Mapeo de fragmentos CAGE

Descubrimientos

El desarrollo de CAGE dio lugar a varios hallazgos trascendentales. Es importante destacar que se descubrió que el ARN era mucho más abundante en el transcriptoma de los mamíferos de lo que se pensaba anteriormente, junto con la constatación de que el genoma se transcribía de forma generalizada. [ 1 ] Combinando los métodos de CAGE, firmas de identificación de genes y clonación de firmas genéticas, se mapeó el "paisaje transcripcional" del genoma de los mamíferos , caracterizando el patrón de señales de control de la transcripción y los transcritos que generan. [ 17 ] Se descubrió que hay muchos más transcritos que los 22 000 genes estimados en el genoma del ratón, y que muchas de estas unidades transcripcionales tienen promotores y sitios de poliadenilación alternativos.

Además, se descubrió que los "bosques transcripcionales", grupos de transcripciones que comparten regiones de expresión y eventos reguladores comunes, están separados por "desiertos de transcripción" y constituyen aproximadamente el 63% del genoma. [ 17 ] Una publicación conjunta reveló que muchas de las transcripciones en estos bosques muestran transcripción antisentido y que la mayoría de los pares sentido/antisentido muestran una regulación concordante. [ 18 ] Otro resultado notable mostró que muchos ARN no codificantes se expresan dinámicamente, muchos de ellos se inician en regiones 3' no traducidas y se conservan posicionalmente entre especies. [ 17 ]

El tercer artículo clave derivado de FANTOM3 investigó la arquitectura y evolución de los promotores de mamíferos. [ 19 ] Estableció dos clases de promotores de mamíferos. La primera son los promotores enriquecidos con cajas TATA , con sitios de inicio de transcripción bien definidos. Estos promotores están conservados evolutivamente y se asocian más comúnmente con genes específicos de tejido. La segunda y más común clase de promotores, los promotores amplios ricos en CpG, son plásticos, evolucionables y se expresan en una amplia gama de células y tejidos. Este estudio también demostró que los promotores ricos en CpG pueden ser bidireccionales (producen pares sentido-antisentido) y son altamente susceptibles al control epigenético y, por lo tanto, son un componente potencial de la evolución adaptativa .

La reunión de FANTOM3 tuvo lugar en septiembre de 2004. Una colección de publicaciones derivadas de FANTOM3 se publicó en PLoS Genetics . Estas incluyen trabajos adicionales sobre las propiedades de los promotores, la longitud de los exones y el ARN pseudomensajero. [ 20 ] [ 21 ]

FANTOM4

El auge de la secuenciación de nueva generación fue significativamente beneficioso para el avance de la tecnología CAGE. Utilizando el secuenciador Roche-454 , el grupo FANTOM desarrolló deepCAGE, aumentando el rendimiento de CAGE a más de un millón de etiquetas por muestra. [ 22 ] A estas profundidades, los investigadores pudieron comenzar a construir redes de interacciones reguladoras de genes . La reunión FANTOM4 tuvo lugar en diciembre de 2006.

Mientras que los proyectos FANTOM anteriores examinaron una variedad de tipos celulares, el propósito de FANTOM4 fue investigar profundamente la dinámica que impulsa la diferenciación celular . El análisis se limitó a una línea celular humana THP-1 , proporcionando datos de la evolución temporal de un monoblasto que se convierte en un monocito . DeepCage resolvió los TSS con resolución de un solo nucleótido, identificando dónde se unen los factores de transcripción (FT). Al monitorear los cambios en la expresión génica dependientes del tiempo a medida que las células se diferenciaban, se proporcionó información sobre qué motivos reguladores son predictivos de los cambios en la expresión, la dependencia temporal de la actividad de los FT y los genes diana de los FT. [ 23 ] Estos esfuerzos dieron como resultado una red reguladora transcripcional, demostrando que el proceso de diferenciación es altamente complejo y está impulsado por una gran cantidad de FT que llevan a cabo interacciones reguladoras tanto positivas como negativas.

FANTOM4 también aumentó nuestra comprensión de la transcripción de retrotransposones y los ARN de iniciación de la transcripción (tiRNA). Los retrotransposones contribuyen a los elementos repetitivos en los genomas de mamíferos y pueden afectar múltiples procesos biológicos, como la evolución genómica, así como estructuras, como promotores y exones alternativos. [ 24 ] [ 25 ] Se demostró que los retrotransposones se expresan de manera específica en células y tejidos, y se identificaron aproximadamente 250 000 TSS impulsados ​​por retrotransposones previamente desconocidos. [ 26 ]

Se descubrió que los retrotransposones pueden influir en la transcripción de mamíferos y en la regulación transcripcional de ARN codificantes y no codificantes en diversos tejidos. [ 26 ] Investigaciones posteriores revelaron una nueva clase de ARN ampliamente distribuida genómica y evolutivamente, denominada ARN de iniciación de la transcripción (tiRNA). [ 27 ] Estas moléculas de ARN son relativamente pequeñas (~18 nucleótidos de longitud) y se encuentran típicamente aguas abajo de los sitios de inicio de la transcripción (TSS) de promotores ricos en CpG. Los tiRNA son poco abundantes y se asocian con genes altamente expresados, así como con la unión a la ARN polimerasa II y los TSS. Trabajos más recientes han demostrado que los tiRNA podrían modular estados epigenéticos y la arquitectura local de la cromatina . [ 28 ] Sin embargo, es posible que estos tiRNA no tengan una función reguladora y sean simplemente un subproducto de la transcripción. [ 1 ] [ 27 ]

Tras estos hallazgos iniciales, los investigadores de RIKEN publicaron un atlas de regulación transcripcional combinatoria en ratones y humanos. [ 29 ] Este trabajo demostró que los complejos transcripcionales pueden interactuar dentro de una red para controlar la identidad tisular/estado celular, y que estas redes suelen estar dominadas por factores de transcripción "facilitadores" que se expresan ampliamente en diversos tejidos/células. Se encontró que aproximadamente la mitad de las interacciones reguladoras medidas se conservaban entre ratones y humanos. FANTOM4 dio lugar a numerosos artículos satélite que investigaban temas como la arquitectura del promotor, la regulación de los miRNA y los bloques reguladores genómicos. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

FANTOM5

La quinta ronda de FANTOM tuvo como objetivo brindar información sobre el panorama regulatorio del transcriptoma en la mayor cantidad posible de estados celulares. [ 1 ] Continúa siendo un recurso relevante de datos compartidos. El proyecto constó de dos fases: la primera se centró en células en estado estacionario, mientras que la segunda se centró en datos temporales. Se aprovecharon los avances en la secuenciación de próxima generación para lograr la gran amplitud de FANTOM5, con la secuenciación de molécula única que permite una resolución de un solo par de bases de la actividad TSS a partir de tan solo 100 ng de ARN. [ 33 ] Se recolectaron muestras de todos los órganos humanos, así como de más de 200 líneas cancerosas , 30 series temporales de diferenciación celular, series temporales de desarrollo de ratones y más de 200 tipos de células primarias. En total, se analizaron 1816 muestras humanas y 11016 muestras de ratón en ambas fases. [ 33 ] [ 34 ]

Aunque similar al Proyecto ENCODE , FANTOM5 difiere en dos aspectos clave. Primero, ENCODE utilizó líneas celulares inmortalizadas , mientras que FANTOM5 se centró en células y tejidos primarios, que reflejan mejor los procesos biológicos reales responsables de mantener la identidad del tipo celular. Segundo, ENCODE utilizó múltiples ensayos genómicos para capturar el transcriptoma y el epigenoma . FANTOM5 se centró únicamente en el transcriptoma, basándose en otros trabajos publicados para inferir características como el tipo celular definido por el estado de la cromatina. [ 1 ] La reunión de FANTOM5 tuvo lugar en octubre de 2011.

Fase 1

La primera fase de FANTOM5 consistió en tomar "instantáneas" de una amplia gama de tipos celulares en estado estacionario utilizando perfiles CAGE en 975 muestras humanas y 399 de ratón. Este esfuerzo inicial dio como resultado dos artículos en Nature: uno que describe el panorama de promotores de mamíferos y otro que describe potenciadores activos . [ 35 ] [ 36 ] En conjunto, proporcionan un atlas de promotores, potenciadores y TSS en diversos tipos celulares, actuando como una "línea base" para estudiar el complejo panorama de la regulación de la transcripción. Específicamente, se generaron perfiles CAGE de molécula única utilizando un secuenciador HeliScope en 573 muestras de células primarias humanas, 128 muestras de células primarias de ratón, 250 líneas celulares cancerosas, 152 tejidos humanos post mortem y 271 muestras de tejido de desarrollo de ratón. [ 33 ] [ 37 ]

Se desarrolló un nuevo método para identificar los picos CAGE, denominado análisis de picos de descomposición. Las etiquetas CAGE se agrupan por proximidad, seguido de un análisis de componentes independientes para descomponer los picos en regiones no superpuestas. Se aplica un paso de enriquecimiento para asegurar que los picos correspondan a TSS, y se utilizan datos externos de EST, marcas de trimetilación de la lisina 4 de la histona H3 y sitios de hipersensibilidad a la DNasa para respaldar que los picos son TSS genuinos. [ 33 ]

Un hallazgo clave mostró que el promotor típico de mamíferos contiene múltiples TSS con diferentes patrones de expresión entre muestras. [ 1 ] [ 35 ] Esto implicaba que estos TSS se regulan por separado, a pesar de estar muy próximos. Los promotores de expresión ubicua presentaban la mayor conservación en sus secuencias, mientras que los promotores específicos de células estaban menos conservados. Otro resultado destacado sugirió que el ARN derivado de potenciadores (eRNA) se transcribe de manera específica para cada célula/tejido, reflejando la actividad de dicho potenciador. [ 37 ]

Fase 2

Mientras que la primera fase se centró en una representación de estado estacionario de los estados celulares, la segunda fase buscó explorar el proceso dinámico de transición de estados celulares mediante el uso de datos de series temporales. Nuevamente se empleó CAGE, esta vez en 19 series temporales humanas y 14 de ratones que abarcaban una gama de tipos celulares y estímulos biológicos que representaban 408 puntos temporales distintos. Esto incluyó la diferenciación de células madre o células progenitoras comprometidas hacia sus destinos terminales, así como células completamente diferenciadas que respondían a factores de crecimiento o patógenos . [ 1 ] [ 33 ] [ 38 ]

Se realizó un análisis de agrupamiento no supervisado para identificar un conjunto de clases de respuesta distintas, examinando los patrones de cambios en la expresión génica en comparación con el tiempo 0. De esta manera, la expresión de potenciadores, promotores de factores de transcripción y promotores no pertenecientes a factores de transcripción se generalizó en una escala temporal de las primeras 6 horas del experimento. En general, la respuesta más temprana de las células se produjo en los potenciadores, con concentraciones de eRNA que alcanzaron su pico tan pronto como 15 minutos después del tiempo 0. Incluso en las clases que representan respuestas "tardías", los potenciadores tendieron a activarse antes que los promotores proximales. Se observó variabilidad en la persistencia de esta activación: algunos potenciadores volvieron rápidamente a la línea base después del pico a los 15 minutos, mientras que otros persistieron después de la activación del promotor. En conjunto, esto sugiere que el eRNA puede tener funciones diferenciales en la regulación de la actividad génica. [ 38 ]

Trabajo adicional

Además del intercambio típico de datos en la base de datos FANTOM, FANTOM5 también introdujo dos herramientas bioinformáticas para la exploración de datos. ZENBU es un navegador genómico con funcionalidad adicional: los usuarios pueden cargar archivos BAM de experimentos CAGE, ARN corto y ChIP-seq y realizar control de calidad, normalización, detección de picos y anotación entre comparaciones visuales. [ 39 ] Por su parte, SSTAR (Catálogo semántico de muestras, iniciaciones de transcripción y regulaciones) permite la exploración y búsqueda de las muestras de FANTOM5 y sus características genómicas. [ 40 ]

La gran cantidad de datos producidos por FANTOM5 sigue siendo un recurso valioso para los investigadores que buscan explicar los mecanismos reguladores que dan forma a procesos como el desarrollo. A menudo, los datos CAGE en un tipo celular o tisular específico se utilizan junto con otros ensayos epigenómicos; un ejemplo de ello describe la interacción entre la metilación del ADN y las secuencias reguladoras definidas por CAGE durante la diferenciación de un granulocito . [ 41 ]

Tres años después de introducir los atlas de potenciadores y promotores, el grupo FANTOM publicó atlas para lncRNAs y microARN (miRNA), incorporando datos de FANTOM5. [ 42 ] [ 43 ] Un objetivo general fue proporcionar una mayor comprensión de la observación anterior de la transcripción generalizada del genoma de los mamíferos. El trabajo sobre lncRNA caracterizó 27.919 genes de lncRNA humanos en 1.829 muestras para estimular la investigación sobre la relevancia funcional de esta clase de ARN poco comprendida. Los resultados sugirieron que el 69% de los lncRNA identificados tenían funcionalidad potencial, aunque se requiere más evidencia para comentar si el 31% restante es simplemente "ruido" transcripcional de iniciación de transcripción espuria. El atlas de miRNA identificó 1.357 promotores de miRNA humanos y 804 de ratón y demostró una fuerte conservación de secuencia entre las dos especies. También se demostró que la expresión primaria de miRNA podría usarse como un sustituto de los niveles de miRNA maduro.

FANTOM6

El proyecto FANTOM6, actualmente en curso, tiene como objetivo caracterizar sistemáticamente el papel del ARN no codificante largo (lncRNA) en el genoma humano. La función biológica de estos ARN grandes (más de 200 nucleótidos) y no traducidos es en gran medida desconocida. Según los pocos estudios que han examinado el lncRNA, se cree que participan en la regulación de la transcripción, la traducción , las modificaciones postraduccionales y las marcas epigenéticas. Sin embargo, el conocimiento actual sobre el alcance y la amplitud de estas posibles interacciones reguladoras es rudimentario. [ 1 ] [ 44 ]

Existen numerosos desafíos que abordar para esta próxima versión de FANTOM. En particular, los lncRNA están mal definidos: carecen de conservación y varían enormemente en tamaño, desde 200 hasta más de un millón de nucleótidos de longitud. A diferencia de los transcritos codificantes, que se encuentran en el citosol para la traducción, los lncRNA se encuentran principalmente en el núcleo , un entorno de ARN mucho más complejo. En general, los lncRNA tienen niveles de expresión más bajos que los transcritos codificantes, pero existe una gran variabilidad en esta expresión que puede verse enmascarada por el tipo celular o la localización dentro del núcleo. Además, la clasificación funcional de los lncRNA sigue siendo objeto de intenso debate: se desconoce si los lncRNA pueden agruparse en función de funciones/mecanismos de acción comunes o por dominios activos. [ 1 ]

FANTOM ha establecido una estrategia experimental de tres vertientes para explorar estas incógnitas. Se construirá un perfil de transcriptoma y epigenoma de referencia de diferentes tipos celulares como línea base para cada tipo celular. A continuación, utilizando lncRNAs identificados en publicaciones anteriores, datos de FANTOM5 y perfiles CAGE adicionales, se realizarán experimentos de perturbación para evaluar los cambios en el fenotipo molecular celular . Por último, se utilizará tecnología complementaria para anotar/clasificar funcionalmente un subconjunto seleccionado de lncRNAs. [ 44 ] Estas técnicas estarán dirigidas a dilucidar la estructura secundaria de los lncRNAs, su asociación con proteínas y cromatina, y mapear las interacciones de largo alcance de los lncRNAs en todo el genoma. [ 1 ]

Referencias

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