Alan Christoffels

Christoffels y un equipo de científicos de su laboratorio, ubicado en el Instituto Nacional de Bioinformática de Sudáfrica, presentaron la primera secuencia genómica del SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, hallada en Sudáfrica. ^{[ 18 ]} Su trabajo reciente se centra en la investigación para ampliar los sistemas de vigilancia epidemiológica en el continente africano. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Christoffels ha desarrollado tecnologías para la aplicación de la bioinformática en la salud pública. Ha desarrollado una plataforma de análisis para datos de secuenciación de tuberculosis llamada COMBAT-TB. Esta herramienta puede implementarse en entornos con recursos limitados. ^{[ 21 ]}

Junto con un grupo de investigadores, Christoffels desarrolló un sistema de gestión para biobancos, el Sistema de Gestión de Información de Laboratorio (LIMS, por sus siglas en inglés), en el Instituto Nacional de Bioinformática de Sudáfrica. ^{[ 22 ]} El propósito del sistema de gestión es recolectar, almacenar, procesar y administrar las muestras biológicas de manera adecuada. Este sistema de biobancos humanos se basa en el marco de gestión de contenido web Plone. ^{[ 23 ]}

Christoffels ha centrado su investigación genómica en los vectores de enfermedades. En 2016, describió el ARN no codificante (miRNA) en Anopheles funestus y postuló funciones de estos pequeños genes para comprender el control parasitario por parte del mosquito hematófago. ^{[ 24 ]} Codirigió un proyecto del genoma de la mosca tsetsé entre 2008 y 2014, donde él y sus estudiantes estudiaron cómo la mosca regula su propio sistema inmunitario y se protege contra la toxicidad del hierro. Posteriormente, ha utilizado sus métodos analíticos para describir la regulación del ARN no codificante en la mosca soldado negra. ^{[ 25 ]}

La investigación anterior de Christoffels se centró en la secuenciación, anotación y análisis de genomas. Analizó el ensamblaje y la anotación del genoma de Fugu rubripes . Con una cobertura de secuenciación superior al 95%, se indica que el 80% del ensamblaje se encuentra en andamios de tamaño multigénico. El estudio informó que en el genoma, el ADN repetitivo ocupa menos de una sexta parte de la secuencia, mientras que los loci genéticos ocupan aproximadamente un tercio del genoma. También destacó que la evolución de las proteínas desde hace 450 millones de años, aunque las tres cuartas partes de las proteínas humanas habían divergido de o no tenían homólogos en el pez globo. Dado un significativo desorden en el orden de los genes, los vínculos conservados entre Fugu rubripes y los humanos muestran la preservación de segmentos de cromosomas asociados con el ancestro vertebrado común. ^{[ 26 ]} Se llevó a cabo una comparación sistemática entre la secuencia del genoma borrador de Fugu y los humanos para identificar regiones cromosómicas parálogas en Fugu. Se detectaron genes duplicados en el pez globo (Fugu) tras realizar análisis filogenéticos de secuencias de este pez, humanas y de invertebrados. El análisis determinó la existencia de 425 genes duplicados específicos de peces en el pez globo e indicó que al menos el 6,6 % del genoma está representado por paralogones específicos de peces. El estudio también sugiere firmemente una duplicación del genoma completo durante la evolución de los peces con aletas radiadas, que pudo haber ocurrido incluso antes del origen de los teleósteos. ^{[ 27 ]}

En 2013, Christoffels publicó el análisis del genoma del celacanto africano. ^{[ 28 ]} La secuencia del genoma reveló cambios genéticos que explican la adaptación del medio acuático al terrestre. ^{[ 29 ]} El estudio se realizó para comprender mejor la evolución de los tetrápodos. El análisis filogenómico destacó la estrecha relación evolutiva entre los peces pulmonados y los tetrápodos, en lugar de con el celacanto. Los genes codificadores de proteínas del celacanto también mostraron una evolución más lenta que la de los tetrápodos. ^{[ 30 ]}

En 2013, Christoffels completó la anotación del genoma del celacanto en su laboratorio. Posteriormente, se realizó un análisis de los receptores del gusto y del olfato en el celacanto, demostrándose que el repertorio de receptores quimiosensoriales GPCR (CR) del celacanto respalda su posición intermedia. ^{[ 31 ]}

El proyecto Tsetse se extendió durante casi 10 años. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Christoffels formó parte del equipo ejecutivo que gestionó el proyecto del genoma, ^{[ 34 ]} y dirigió los análisis científicos supervisando a los estudiantes de doctorado que analizaron diferentes regiones del genoma en detalle en lo que respecta a la protección innata contra el patógeno (tripanosoma), ^{[ 35 ]} la comparación de SNAREs de tripanosomátidos, ^{[ 36 ]} la señalización química para encontrar un huésped, ^{[ 37 ]} y la arquitectura del promotor en Tsetse. ^{[ 38 ]}

Tras sus proyectos de secuenciación de los genomas del celacanto y la mosca tsetsé, Christoffels codirigió el ensamblaje y la anotación del genoma de la lubina asiática en 2014. ^{[ 39 ]} Por primera vez, el grupo combinó datos de secuenciación de lecturas largas (PacBio) y cortas (Illumina) para ensamblar un genoma eucariota no modelo . También dirigió los equipos de ensamblaje y anotación de genomas en Sudáfrica y Singapur. ^{[ 40 ]} Asimismo, definió los parámetros para organismos no modelo. ^{[ 41 ]}

Es autor de tres libros titulados Cómo ser un activista de la salud: Guía del profesor , Cómo ser un activista de la salud: Un cuaderno de trabajo de orientación para la vida y Cómo ser un activista de la salud: Un cuaderno de trabajo de habilidades para la vida para estudiantes de 7.º a 9.º grado .

A lo largo de su trayectoria investigadora, Christoffels ha incorporado una dimensión de participación comunitaria a su trabajo. Inicialmente, lo logró integrando la concienciación sobre la tuberculosis en las actividades curriculares escolares. Posteriormente, desarrolló audiolibros para comunicar el valor de los biobancos en varios idiomas. ^{[ 42 ]}

• Cómo ser un activista de la salud: Guía del profesor (2013) ISBN 978-0-86808-745-0
• Cómo ser un activista de la salud: Un cuaderno de trabajo de orientación para la vida (2014) ISBN 978-0-86808-748-1
• Cómo ser un activista de la salud: Un cuaderno de ejercicios de habilidades para la vida para estudiantes de 7.º a 9.º grado (2014) ISBN 978-0-620-51650-1

• Aparicio, S., Chapman, J., Stupka, E., Putnam, N., Chia, JM, Dehal, P., ... & Brenner, S. (2002). Ensamblaje y análisis del genoma completo de Fugu rubripes mediante secuenciación aleatoria. Science, 297(5585), 1301–1310.
• Christoffels, A., Koh, EG, Chia, JM, Brenner, S., Aparicio, S., & Venkatesh, B. (2004). El análisis del genoma del pez globo proporciona evidencia de una duplicación del genoma completo temprana durante la evolución de los peces con aletas radiadas. Biología molecular y evolución, 21(6), 1146–1151.
• Amemiya, CT, Alföldi, J., Lee, AP, Fan, S., Philippe, H., MacCallum, I., ... & Lindblad-Toh, K. (2013). El genoma del celacanto africano proporciona información sobre la evolución de los tetrápodos. Nature, 496(7445), 311–316.
• Vij, S., Kuhl, H., Kuznetsova, IS, Komissarov, A., Yurchenko, AA, Van Heusden, P., ... & Orbán, L. (2016). Ensamblaje a nivel cromosómico del genoma de la lubina asiática mediante lecturas de secuencias largas y andamiaje multicapa. PLoS genetics, 12(4), e1005954.
• Allam, M., Spillings, BL, Abdalla, H., Mapiye, D., Koekemoer, LL y Christoffels, A. (2016). Identificación y caracterización de microARN expresados ​​en las etapas de vida del vector africano de la malaria Anopheles funestus mediante secuenciación de alto rendimiento. Malaria Journal, 15(1), 1–15.
• Choudhury, A., Ramsay, M., Hazelhurst, S., Aron, S., Bardien, S., Botha, G., ... & Pepper, MS (2017). Secuenciación del genoma completo para una mejor comprensión de la variación genética entre los sudafricanos. Nature communications, 8(1), 1–12.
• Lose, T., van Heusden, P., & Christoffels, A. (2020). COMBAT-TB-NeoDB: fomento de la investigación sobre la tuberculosis mediante análisis integrador utilizando tecnologías de bases de datos gráficas. Bioinformatics, 36(3), 982–983.
• van Heusden, P., Mashologu, Z., Lose, T., Warren, R., & Christoffels, A. (2022). La plataforma COMBAT-TB: haciendo accesible la bioinformática avanzada para Mycobacterium tuberculosis. Msphere, 7(1), e00991-21.