El Centro de Genómica Aplicada es un centro de genoma del Instituto de Investigación del Hospital para Niños Enfermos y está afiliado a la Universidad de Toronto . TCAG también opera como un Centro de Innovación de Ciencia y Tecnología de Genome Canada , [1] con énfasis en la secuenciación de próxima generación (NGS) y el apoyo bioinformático . La investigación en TCAG se centra en la base genética y genómica de la variabilidad, la salud y la enfermedad humanas, incluida la investigación sobre la genética del trastorno del espectro autista y la variación estructural del genoma humano.. El centro está ubicado en el Centro Peter Gilgan de Investigación y Aprendizaje en el centro de Toronto , Canadá.
Tipo | Centro del genoma |
---|---|
Fundado | 1998 |
Sede | , Canadá |
Área de servicio | Investigación biomédica |
Gente clave | Stephen W. Scherer , director científico |
Servicios | Experimentación, consulta de proyectos, análisis de datos, bioinformática |
Número de empleados | 70 |
Padre | El hospital para niños enfermos |
Sitio web | http://www.tcag.ca/ |
Historia
La necesidad de una instalación central centralizada para la investigación del genoma humano en el Hospital SickKids impulsó el establecimiento del Centro de Genómica Aplicada (TCAG) en 1998. [ cita requerida ] El director fundador y director asociado fueron los Dres. Lap-Chee Tsui y Stephen W. Scherer , respectivamente. Scherer es ahora el director científico.
La financiación de la Fundación de Canadá para la Innovación (CFI) permitió que TCAG se formara mediante la consolidación de las instalaciones centrales existentes, incluida la Instalación de Recursos del Genoma del Consejo de Investigación Médica de Canadá , el núcleo de clon de inserto grande de la Red Canadiense de Enfermedades Genéticas (CGDN), el núcleo de secuenciación de ADN de CGDN y el Laboratorios de Secuenciación y Síntesis de ADN del Servicio de Biotecnología de SickKids . Se agregó un laboratorio de genotipado de microsatélites de todo el genoma en el Instituto de Investigación de Salud de Ottawa , dirigido por Dennis Bulman. Posteriormente, el financiamiento operativo del panel de Proyectos Especiales de Genómica del CIHR proporcionó personal adicional.
En 2001, se presentó una propuesta titulada "Plataforma central de recursos del genoma" a la entonces recién formada Genome Canada . Esto proporcionó apoyo operativo, mejorando las instalaciones existentes y agregando un núcleo de genotipado de ratón en la Universidad de Toronto dirigido por Lucy Osborne. [ cita requerida ] En 2002, SickKids construyó una nueva instalación de microarrays Affymetrix . Este núcleo ha crecido rápidamente hasta convertirse en el mayor centro de servicios de este tipo en Canadá y se encuentra entre los diez primeros en América del Norte. [2]
En 2004, TCAG entró en una segunda fase de desarrollo impulsada por un proyecto financiado por CFI / Ontario Innovation Trust de $ 12 millones titulado "Genómica integradora para la investigación en salud", [3] que permite la consolidación del núcleo de genotipado del ratón con las instalaciones de SickKids. Este premio también apoyó el establecimiento de un "Repositorio de Genómica de la Población de Ontario" (OPGP) que se utilizará como controles en estudios de enfermedades comunes. Para completar este proyecto de manera eficiente, TCAG se asoció con el grupo de John McLaughlin en el Hospital Mount Sinai (Toronto) .
En mayo de 2004, una solicitud para el recién anunciado CFI Research Hospital Fund resultó en un premio de $ 10,9 millones para construir espacio de laboratorio y consolidar todas las operaciones en los pisos 14 y 15 de la Toronto Medical Discovery Tower (TMDT) en el MaRS Discovery District. . TCAG fue el primer ocupante de TMDT (en agosto de 2005), seguido rápidamente por otros científicos de SickKids. Las inversiones en infraestructura informática de la competencia 2003 CFI / Ontario Innovation Trust dieron como resultado el establecimiento de nuevas fases del clúster de computación de alto rendimiento (HPF) que actualmente utilizan TCAG y muchos otros usuarios, para permitir el análisis de grandes conjuntos de datos genómicos que surgen de nuevas tecnologías de secuenciación y microarrays . Otras mejoras a la infraestructura de TCAG fueron apoyadas por una subvención de renovación de $ 10,7 millones de la competencia Leading Edge Fund de CFI, titulada "Genómica Integrativa para la Investigación en Salud - Fase II", otorgada en junio de 2009. [4] Más recientemente, una subvención de CFI titulada "The Center for Applied Genomics: Pediatric Genomes to Outcomes "brindó más apoyo de infraestructura. [5] En octubre de 2013, TCAG se mudó al Centro de Investigación y Aprendizaje Peter Gilgan, un nuevo edificio que alberga el Instituto de Investigación SickKids. [6]
TCAG opera en gran parte con fondos del Centro de Innovación de Ciencia y Tecnología (STIC) de Genome Canada , administrado por el Ontario Genomics Institute .
Investigar
La investigación actual en TCAG se centra en proyectos a gran escala realizados por el personal de las instalaciones, incluido el apoyo a los proyectos de Genome Canada y un enfoque significativo en la genética de los trastornos del espectro autista y la variación estructural del genoma humano . El trabajo de servicio también se realiza para más de 600 laboratorios académicos, del sector privado y del gobierno cada año, provenientes de 30 países diferentes y que abarcan una amplia variedad de disciplinas de investigación. [7]
Las investigaciones anteriores en TCAG se reflejan en numerosas publicaciones científicas revisadas por pares. En 2008, los directores científicos, científicos asociados y el personal de TCAG fueron coautores de 58 manuscritos revisados por pares que dependían de alguna manera (ya sea en su totalidad o en parte) de la infraestructura de la plataforma, como se documenta en PubMed . [8] Desde 2002, se han publicado más de 270 artículos de este tipo. [9] El apoyo de otros investigadores en todo el mundo se encuentra en muchas publicaciones similares, con al menos 145 artículos en revistas académicas, capítulos de libros o disertaciones de tesis de posgrado que reconocen el apoyo o el uso de los recursos de la base de datos solo durante 2008. [10]
Los artículos históricos incluyen:
- Descubrimiento de genes implicados en la predisposición al meduloblastoma (Michael Taylor y James Rutka con el apoyo de TCAG) [11]
- Identificación de genes en el síndrome de Shwachman-Diamond (con Johanna Rommens y otros) [12]
- Identificación de genes en la epilepsia de Lafora (con Berge Minassian) [13] y su contraparte canina [14]
- Una isoforma de MECP2 relevante para la enfermedad implicada en el síndrome de Rett [15]
- Participación del gen SUMO4 en la diabetes tipo I [16]
- Retraso severo del lenguaje expresivo relacionado con la duplicación del locus de Williams-Beuren [17]
TCAG también fue parte integral de las publicaciones que describen la decodificación del cromosoma humano 7 , [18] el descubrimiento de la variación del número de copias a gran escala en el genoma humano , [19] [20] y el análisis de la primera secuencia del genoma humano diploide (con el Instituto J. Craig Venter ). [21]
Proyectos de Genome Canada
Como Centro de Innovación de Ciencia y Tecnología de Genome Canada , TCAG actualmente apoya numerosos proyectos a gran escala, que incluyen investigación sobre trastornos del espectro autista , variación estructural del genoma humano , biología integrativa, mutagénesis condicional en ratones, interacciones de moléculas de señalización, diabetes tipo I , células madre cancerosas , fibrosis quística , biodiversidad , biología estructural y células madre , de la Competencia III de Genome Canada, Desarrollo de Nuevas Tecnologías e Investigación de Genómica Aplicada en Bioproductos o Cultivos (ABC). [22] [23] [24] El centro está trabajando ahora con los solicitantes en los concursos Proyecto de investigación aplicada a gran escala [25] y Avanzando la innovación tecnológica a través del descubrimiento [26] .
Bases de datos
TCAG también aloja y cura sitios web y bases de datos desarrollados a partir de proyectos respaldados, a saber , la base de datos del cromosoma 7 , la base de datos de variantes genómicas , [27] la base de datos de duplicación segmentaria , la base de datos de reordenamiento cromosómico del autismo y otros. [28] Estas bases de datos contienen información públicamente disponible.
Instalaciones principales
TCAG emplea una variedad de tecnologías genómicas para apoyar diferentes tipos de experimentación. Estos están organizados en instalaciones principales separadas, con gerentes dedicados.
Informática y bioestadística
El equipo de Bioinformática ayuda con el manejo y análisis de datos, y desarrolla nuevos algoritmos y métodos analíticos, con un enfoque en el análisis de datos de secuenciación de alto rendimiento ("próxima generación"). El grupo de análisis estadístico proporciona consulta de proyectos y análisis de potencia , análisis estadístico (datos genéticos , de microarrays y de rutas , epidemiología , genética de poblaciones ) y análisis de variación del número de copias , así como el desarrollo de nuevos métodos estadísticos.
Secuenciación y síntesis de ADN
La instalación utiliza secuenciación capilar convencional de Sanger en instrumentos Applied Biosystems 3730xl, gobernados por un sistema de gestión de información de laboratorio (LIMS). Además, se realiza la secuenciación de próxima generación (NGS) utilizando instrumentos Illumina HiSeq 2500 y HiScan SQ, instrumentos Life Technologies Ion Proton y Applied Biosystems SOLiD, y un instrumento 454 / Roche GS-FLX Titanium. Un componente clave de esta instalación es el uso de soporte informático y bioinformático de alto rendimiento para el análisis NGS.
El Oligonucleotide Synthesis componente de esta instalación hace convencional, largo (hasta 120 bases ) y modificados oligonucleótidos , y purifica estos por desalado, cartucho o cromatografía líquida de alto rendimiento ( HPLC ).
Microarrays y análisis genético
El Microarray Core Facility y la expresión génica tiene un administrador dedicado, y opera tecnologías de Affymetrix , Agilent y Illumina . Además, existe una amplia variedad de paquetes de software analítico disponibles para el análisis de datos in situ.
Recursos de citogenómica y genoma
El Centro de recursos de citogenómica y genoma tiene un solo administrador entre estas dos funciones. Cytogenomics incluye cariotipo y espectral (SKY) cariotipo (por ratón , humano, y otras especies), fluorescente in situ de hibridación ( FISH mapeo), mapeo de sitios de inserción transgénica (mapeo-G-a FISH) y etiquetado clon para FISH experimentos. Los componentes de Genome Resources incluyen un repositorio de clones ( ADNc de Mammalian Gene Collection (MGC) (de ratón y humano), clones genómicos que incluyen cromosomas artificiales bacterianos humanos (BAC)) y proporciona consultas de proyectos y asistencia para el diseño ( anotaciones , consultas de bases de datos , selección de sondas). También proporciona detección de bibliotecas de ADNc y PCR cuantitativa .
Análisis genético
El área de análisis genético incluye genotipado capilar ( Applied Biosystems TaqMan y SNaPshot, microsatélites ), genotipado personalizado (por ejemplo, análisis heterodúplex ), genotipado de ratón (para análisis de progenie cruzada y ligamiento genético ) y análisis de metilación (para investigación en epigenética ).
Biobancos
Biobanking Core Facility tiene su propio administrador dedicado. Realiza la inmortalización de glóbulos blancos (de la sangre) y el almacenamiento, cultivo y almacenamiento de fibroblastos , cultivo y almacenamiento de otros tipos de células, incluidas células no humanas, preparación de ADN genómico a partir de sangre, saliva , tejidos o células y amplificación del genoma completo (WGA). .
Fuentes de financiamiento
TCAG está financiado por varias agencias, incluida la Fundación de Innovación de Canadá (CFI), Genome Canada a través del Instituto de Genómica de Ontario , el Ministerio de Investigación e Innovación de Ontario . Además, las donaciones filantrópicas son administradas por The Hospital for Sick Children Foundation, y una amplia variedad de agencias y fundaciones benéficas financian proyectos de investigación específicos.
Organización y gestión
Director científico
El director científico de TCAG es Stephen W. Scherer , científico senior del Instituto de Investigación del Hospital para Niños Enfermos , director del Centro McLaughlin [29] y profesor de la Universidad de Toronto. [30]
Comité de gestión científica
TCAG está gobernado por un comité de gestión científica, que se reúne periódicamente para discutir la planificación estratégica de alto nivel. El comité de gestión científica está formado por:
- Gary Bader
- Michael Brudno
- Jayne Danska
- Lisa Strug
- Andrew Paterson
- Peter Ray
- Michael Wilson
Bader y Brudno están ubicados en la Universidad de Toronto, y los demás en el Hospital for Sick Children (Brudno también está designado en SickKids). El comité también incluye tres miembros ex officio : el subdirector, el administrador de la instalación y un representante del Ontario Genomics Institute .
Investigadores asociados
Desde 2006, TCAG ha designado investigadores asociados. Estos asociados consultan sobre sus áreas específicas de especialización y ayudan en la identificación e implementación de nuevas tecnologías. En la actualidad, hay siete investigadores asociados: los Dres. Ann George ( SickKids ), Esteban Parra ( UTM ), Mary Shago (SickKids), Mark Silverberg ( MSH ), James Stavropoulos (SickKids), Michael Taylor (SickKids) y John Vincent ( CAMH ).
Consejo asesor científico
La supervisión científica de alto nivel del mandato científico y las operaciones de TCAG se proporciona a través de un consejo asesor científico externo (SAB). Los miembros de SAB son:
- Samuel Levy (presidente), Salud Genómica
- Abdallah S. Daar , Universidad de Toronto Escuela de Salud Pública Dalla Lana
- Mark Daly , Instituto Whitehead
- Arend Sidow, Universidad de Stanford
El Ontario Genomics Institute (OGI) y Genome Canada también proporcionan miembros ex officio .
Referencias
- ^ "Plataformas de ciencia y tecnología del genoma de Canadá" . Archivado desde el original el 19 de octubre de 2008 . Consultado el 20 de junio de 2008 .
- ^ Datos proporcionados por Affymetrix, Inc.
- ^ Ítem de noticias de Integrative Genomics for Health Research (sitio web de Ontario Innovation Trust) [1] Archivado el 6 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
- ^ Comunicado de prensa de SickKids, 18 de junio de 2009
- ^ SickKids comienza 2013 con dos subvenciones de Leading Edge Fund, 13 de enero de 2013
- ^ El Centro de Genómica Aplicada se ha trasladado - noticia, sitio web TCAG, 229 de octubre de 2013
- ^ Datos de informes de progreso presentados al Instituto de Genómica de Ontario
- ^ Búsqueda en PubMed de publicaciones creadas por estos individuos durante el año calendario 2008, excluyendo a Brudno, que se agregó en 2009 [2] [ cita requerida ]
- ^ Búsqueda en PubMed de publicaciones escritas por estos individuos, desde 2002 hasta el presente, excluyendo a los Dres. Brudno y Beyene que se agregaron más recientemente [3] [ cita requerida ]
- ^ Resultados de búsqueda de texto completo de Google Académico: publicaciones que se refieren al Centro de Genómica Aplicada o la Base de Datos de Variantes Genómicas, ya sea en la sección de Agradecimientos o en el texto del cuerpo, y publicadas electrónicamente o impresas. Las estrategias utilizadas fueron: "TCAG" (ignorando los aciertos de otros acrónimos de TCAG y varias secuencias de ADN), "The Center for Applied Genomics", ortografía estadounidense, "The Center for Applied Genomics" (ignorando los aciertos de instalaciones con nombres similares), "DGV "," Base de datos de variantes genómicas "," Base de datos de variantes genómicas "(incluidos los aciertos del formato con guión," Base de datos ")," Base de datos de Toronto "(ignorando los aciertos no relevantes de las bases de datos que no pertenecen a la DGV).
- ^ Taylor MD, Liu L, Raffel C, et al. (Julio de 2002). "Las mutaciones en SUFU predisponen al meduloblastoma". Genética de la naturaleza . 31 (3): 306–10. doi : 10.1038 / ng916 . PMID 12068298 .
- ^ Boocock GR, Morrison JA, Popovic M, et al. (Enero de 2003). "Las mutaciones en SBDS están asociadas con el síndrome de Shwachman-Diamond". Genética de la naturaleza . 33 (1): 97–101. doi : 10.1038 / ng1062 . PMID 12496757 .
- ^ Chan EM, Young EJ, Ianzano L, et al. (Octubre de 2003). "Las mutaciones en NHLRC1 causan epilepsia mioclónica progresiva". Genética de la naturaleza . 35 (2): 125–7. doi : 10.1038 / ng1238 . PMID 12958597 .
- ^ Lohi H, Young EJ, Fitzmaurice SN y col. (Enero de 2005). "Repetición ampliada en epilepsia canina". Ciencia . 307 (5706): 81. doi : 10.1126 / science.1102832 . PMID 15637270 .
- ^ Mnatzakanian GN, Lohi H, Munteanu I y col. (Abril de 2004). "Un marco de lectura abierto MECP2 previamente no identificado define una nueva proteína isoforma relevante para el síndrome de Rett" . Genética de la naturaleza . 36 (4): 339–41. doi : 10.1038 / ng1327 . PMID 15034579 .
- ^ Qu H, Bharaj B, Liu XQ y col. (Febrero de 2005). "Evaluación de la validez de la asociación entre la variante SUMO4 M55V y el riesgo de diabetes tipo 1" . Genética de la naturaleza . 37 (2): 111–2, respuesta del autor 112–3. doi : 10.1038 / ng0205-111 . PMID 15678135 .
- ^ Somerville MJ, Mervis CB, Young EJ y col. (Octubre de 2005). "Retraso severo del lenguaje expresivo relacionado con la duplicación del locus de Williams-Beuren" . La Revista de Medicina de Nueva Inglaterra . 353 (16): 1694–701. doi : 10.1056 / NEJMoa051962 . PMC 2893213 . PMID 16236740 .
- ^ Scherer SW, Cheung J, MacDonald JR, et al. (Mayo de 2003). "Cromosoma humano 7: secuencia de ADN y biología" . Ciencia . 300 (5620): 767–72. doi : 10.1126 / science.1083423 . PMC 2882961 . PMID 12690205 .
- ^ Iafrate AJ, Feuk L, Rivera MN, et al. (Septiembre de 2004). "Detección de variaciones a gran escala en el genoma humano" . Genética de la naturaleza . 36 (9): 949–51. doi : 10.1038 / ng1416 . PMID 15286789 .
- ^ Redon R, Ishikawa S, Fitch KR, et al. (Noviembre de 2006). "Variación global en el número de copias en el genoma humano" . Naturaleza . 444 (7118): 444–54. doi : 10.1038 / nature05329 . PMC 2669898 . PMID 17122850 .
- ^ Levy S, Sutton G, Ng PC y col. (Septiembre de 2007). "La secuencia del genoma diploide de un ser humano individual" . PLoS Biology . 5 (10): e254. doi : 10.1371 / journal.pbio.0050254 . PMC 1964779 . PMID 17803354 .
- ^ "Resumen de los proyectos de Competition III en el sitio web de Genome Canada" . Archivado desde el original el 19 de octubre de 2008 . Consultado el 20 de junio de 2008 .
- ^ Resumen de proyectos de desarrollo de nuevas tecnologías en el sitio web de Genome Canada. [4] Archivado el 23 de mayo de 2009 en la Wayback Machine.
- ^ Competencia en investigación de genómica aplicada en bioproductos o cultivos (ABC) - sitio web de Genome Canada. [5] Archivado el 19 de octubre de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ Concurso de proyectos de investigación aplicada a gran escala, sitio web de Genome Canada. [6] Archivado el 24 de noviembre de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Promoción de la innovación tecnológica a través de la competencia Discovery, sitio web de Genome Canada. [7] Archivado el 13 de noviembre de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Base de datos de variantes genómicas
- ^ "Sección de bases de datos del sitio web de TCAG" . Archivado desde el original el 8 de mayo de 2008 . Consultado el 20 de junio de 2008 .
- ^ "Página web del Centro McLaughlin" . Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009 . Consultado el 8 de marzo de 2010 .
- ^ Página web biográfica de Steve Scherer
enlaces externos
- Sitio web de TCAG en www.tcag.ca
- Base de datos de variantes genómicas