DNA is de blauwdruk van het leven. Alle informatie die een organisme nodig heeft om te overleven, zich voort te planten, zich aan te passen aan de omgeving of een ziekte te overleven, zit in zijn DNA.

Daarom is genomics - het bestuderen van DNA en genen - zo belangrijk. Het gaat om het sequencen van delen van soorten of het hele genoom. Dit is een wetenschappelijke methode om het DNA van een organisme te bepalen door deze componenten in fragmenten te breken en hun samenstelling of volgorde te bepalen. De fragmenten worden vervolgens uitgelijnd en samengevoegd om de oorspronkelijke sequentie te reconstrueren.

Dit wapent onderzoekers met kritische informatie. Ze kunnen bijvoorbeeld leren hoe ze ziekten kunnen behandelen of voorkomen, of hoe ze gewassen en dieren met betere eigenschappen kunnen kweken. Die eigenschappen kunnen soorten helpen zich beter aan te passen aan de omgeving (cruciaal dan ooit in het tijdperk van klimaatverandering) of hun opbrengsten verbeteren, waardoor ze winstgevender worden.

Maar er is een grote lacune in het genomics-onderzoek:er is nauwelijks iets bekend over de genomics van Afrikaanse soorten. Dit ondanks de rijke biologische diversiteit van het continent. Het heeft planten en dieren die nergens anders ter wereld voorkomen.

Deze soorten hebben mensen in heel Afrika eeuwenlang voorzien van voedsel, medicijnen en een manier van leven. Zo hebben mensen in de droge gebieden van het continent lange tijd inheemse runderen, schapen en geiten gehouden. De dieren zijn een bron van voedsel en inkomen op plaatsen die de productie van gewassen niet kunnen ondersteunen.

Afrikaanse soorten zijn verwaarloosd door de wereldwijde genomische gemeenschap. Wetenschappers hebben de neiging zich te concentreren op hun eigen regio's of landen. Afrika's eigen genoomsequencing en bioinformatica capaciteit is beperkt, dus de wetenschappers van het continent hebben niet het nodige werk kunnen doen. Tot op heden is slechts een fractie van de soorten die endemisch of inheems zijn op het continent correct gesequenced en adequaat gekarakteriseerd met behulp van andere wetenschappelijke methoden.

Het African BioGenome Project (AfricaBP) wil hier verandering in brengen. Het is een pan-Afrikaans project dat de endemische en inheemse planten en dieren van Afrika in kaart wil brengen. Dat zijn naar schatting 105.000 soorten. Wij zijn drie van de meer dan 109 Afrikaanse wetenschappers die bij het project betrokken zijn en hebben onlangs een position paper in Nature gepubliceerd waarin de visie van het consortium voor de komende 10 jaar wordt geschetst.

De sequencing van het menselijk genoom, een door de VS geleide inspanning, laat zien hoeveel directe en indirecte voordelen dit soort werk heeft. Het Human Genome Project leidde tot vooruitgang in genomica en precisiegeneeskunde. Het leidde tot nieuwe innovaties op het gebied van apparatuur, technologieën en infrastructuur die in 2019 jaarlijks 265 miljard dollar voor de Amerikaanse economie opbrachten.

AfricaBP streeft er ook naar om meer studenten en jonge onderzoekers aan te trekken voor genomica en aanverwante gebieden - en hen aan te moedigen om op het continent te blijven, zodat Afrikaanse landen kunnen profiteren van hun vaardigheden. Dit proces kan worden bereikt door samen te werken met Afrikaanse instellingen om permanente posities in genomica en bio-informatica te bieden.

Een cruciale investering

Genoomsequencing is een complex proces. Soorten moeten worden bemonsterd en verzameld op specifieke locaties; verwerkt en gecontroleerd op kwaliteit; gesequenced en vervolgens zorgvuldig bestudeerd.

AfricaBP werkt nauw samen met zijn wetenschappelijke gemeenschappen en partners om soorten te selecteren voor sequencing. We zullen verschillende oproepen sturen naar wetenschappers in heel Afrika om soorten te nomineren. Sommige zijn al geselecteerd:deze omvatten de geblokte olifantspitsmuis (Rhynchocyon cirnei ) in Centraal- en Zuidoost-Afrika en de rode mangroveboom (Rhizophora mangel ) in West-Afrika).

Onderzoekers wordt gevraagd de wetenschappelijke, culturele en economische betekenis van de soort uit te leggen. We willen dat de soorten die we rangschikken nuttig zijn voor een bepaalde gemeenschap of gemeenschappen, misschien door voedsel of medicijnen te verstrekken, of cultureel belangrijk zijn. Ze kunnen ook in gevaar worden gebracht, waardoor hun documentatie door sequencing-inspanningen nog urgenter wordt.

Sommigen zullen hun wenkbrauwen fronsen over de verwachte kosten van het project:ongeveer US $ 1 miljard in de komende 10 jaar om de geplande sequencing te voltooien, infrastructuur te ontwikkelen en meer wetenschappers op te leiden. Het lijkt misschien een ongerechtvaardigde uitgave gezien de dringende behoeften van Afrika, zoals voedselzekerheid.

Maar genomica kan helpen om in sommige van deze behoeften te voorzien. Het verstrekken van voedzaam voedsel aan een steeds groter wordende menselijke bevolking zal mogelijk worden gemaakt door nieuwe technologieën die de broedtijden verkorten en selecteren op de eigenschappen die gewassen winterhard, aanpasbaar en voedzaam maken. Zo heeft het International Centre for Agricultural Research in the Dry Areas in Rabat, Marokko, 5.780 wilde gewassen gescreend, zoals suikerbieten en erwten; het ontdekte dat veel van deze kunnen omgaan met grote woestijnvorming. De genen van deze gewassen kunnen worden overgedragen naar verwante gewassen om te helpen omgaan met droge omstandigheden.

Van dit soort wetenschap is ook aangetoond dat het de economische groei stimuleert via verwante gebieden zoals biofarmaceutica, diagnostiek, nieuwe medische hulpmiddelen en door op nieuwe en innovatieve manieren gezondheidszorg te bieden. De menselijke genetica en genomica-sector in de VS bleek meer dan 850.000 banen te ondersteunen en 265 miljard dollar bij te dragen aan de Amerikaanse economie.

Afrikaans talent behouden

De Afrikaanse wetenschap zal profiteren van dit initiatief. Er zijn al 109 Afrikaanse onderzoekers betrokken bij AfricaBP; de meeste van hen (87) zijn gevestigd in 22 instellingen over het hele continent, in landen als Marokko, Nigeria, Kameroen, Kenia en Zuid-Afrika.

Het ontwikkelen van een betere genomische infrastructuur in Afrikaanse landen is een manier om onderzoekers op het continent te houden en hun vaardigheden aan te wenden voor hun eigen landen en regio's. Het is ook cruciaal om meer Afrikaanse wetenschappers te betrekken bij het opzetten van eigen onderzoeksprojecten die zich richten op nationale prioriteiten.

In het komende decennium hopen we dat AfricaBP deel zal uitmaken van de inspanningen om prioriteit te geven aan genomische sequencing - en de voordelen ervan voor het continent zal helpen plukken.

De auteurs willen de rollen erkennen die worden gespeeld door Fatu Badiane Markey, Bouabid Badaoui, Girish Beedessee, Katali Benda, Alan Buddie, Chukwuike Ebuzome, Samuel Eziuzor, Yasmina Fakim, Nidhal Ghanmi, Fatma Guerfali, Isidore Houaga, Justin Ideozu, Sally Katee, Slimane Khayi, Anmol Kiran, Josiah Kujah, Emmanuel Kwon-Ndung, Kim Labuschagne, Roksana Majewska, Ntanganedzeni Mapholi, Rose Marks, Charles Masembe, Sikhumbuzo Mbizeni, Acclaim Moila, Moila Mungloo-Dilmohamud, Charlotte Sadik Muzemil, Juli , Taiwo Omotoriogun, Julian Osuji, Fouzia Radouani, Verena Ras, Ole Seehausen, Abdoallah Sharaf, Varsha Shetty, Yves Tchiechoua, Catherine Ziyomo en Yedomon Zoclanclounon in AfricaBP.