Visão Geral
A genômica funcional visa fechar a lacuna entre a sequência do genoma e a função biológica, caracterizando sistematicamente os papéis dos genes, seus produtos e suas interações em escala genômica. Enquanto a genômica estrutural fornece o mapa estático do DNA de um organismo, a genômica funcional pergunta o que cada elemento faz, quando e onde está ativo e como participa das redes celulares. O campo integra dados de transcriptômica, proteômica e triagens de perturbação de alto rendimento para atribuir função biológica a cada gene. Essa perspectiva sistêmica tornou-se essencial para entender fenótipos complexos.
Métodos
Diversas abordagens de alto rendimento impulsionam a genômica funcional. Triagens de perda de função usam bibliotecas de interferência de RNA (RNAi) ou CRISPR-Cas9 para nocautear genes sistematicamente e observar consequências fenotípicas. Triagens de ganho de função superexpressam bibliotecas de cDNA para identificar genes que impulsionam fenótipos específicos. O mapeamento de interação proteica (via duplo-híbrido de levedura ou espectrometria de massas por afinidade-purificação) constrói redes de interação genômicas. O perfil de expressão gênica usando RNA-seq ou microarranjos revela padrões de coexpressão que sugerem relações funcionais. A integração de diversos tipos de dados por meio de aprendizado de máquina prevê a função gênica com precisão crescente, atribuindo anotações como termos da Gene Ontology com base em evidências multiômicas.
Aplicações
A genômica funcional impulsiona descobertas em todos os domínios da vida. Na pesquisa do câncer, triagens CRISPR identificam genes essenciais para o crescimento tumoral e genes cuja perda confere resistência a medicamentos. Em microbiologia, ensaios de aptidão genômica identificam genes necessários para a patogênese. Aplicações agrícolas incluem a identificação de genes que controlam produtividade, tolerância ao estresse e conteúdo nutricional através da combinação de tecnologia do DNA recombinante e triagem funcional. O campo continua a evoluir com tecnologias de célula única e triagens CRISPR in vivo que revelam a função gênica em contextos teciduais nativos, aproximando-nos de uma anotação funcional completa do genoma.
