DNA är livets plan. All information som en organism behöver för att överleva, reproducera sig, anpassa sig till miljöer eller överleva en sjukdom finns i dess DNA.

Det är därför genomik - att studera DNA och gener - är så viktigt. Det handlar om att sekvensera arternas delar eller hela arvsmassan. Detta är en vetenskaplig metod för att bestämma en organisms DNA genom att bryta dessa komponenter i fragment och bestämma deras sammansättningar eller sekvenser. Fragmenten justeras sedan och slås samman för att rekonstruera den ursprungliga sekvensen.

Detta beväpnar forskare med kritisk information. De kan lära sig att behandla eller förebygga sjukdomar, till exempel, eller hur man föder upp grödor och djur med bättre egenskaper. Dessa egenskaper kan hjälpa arter att anpassa sig bättre till miljön (mer avgörande än någonsin i klimatförändringarnas era) eller förbättra deras avkastning, vilket gör dem mer lönsamma.

Men det finns en stor lucka i genomikforskning:knappt någonting är känt om genomik hos afrikanska arter. Detta trots kontinentens rika biologiska mångfald. Den har växter och djur som inte finns någon annanstans i världen.

Dessa arter har försett människor över hela Afrika med mat, mediciner och ett sätt att leva i århundraden. Till exempel har människor i kontinentens torra områden länge hållit inhemska boskap, får och getter. Djuren är en källa till mat och inkomst på platser som inte kan stödja växtodling.

Afrikanska arter har försummats av det globala genomiska samhället. Forskare tenderar att fokusera på sina egna regioner eller länder. Afrikas egen genomsekvensering och bioinformatikkapacitet är begränsad, så kontinentens forskare har inte kunnat göra det nödvändiga arbetet. Hittills har endast en bråkdel av arter som är endemiska eller inhemska på kontinenten sekvenserats och karakteriserats på ett adekvat sätt med andra vetenskapliga metoder.

African BioGenome Project (AfricaBP) vill ändra på detta. Det är ett panafrikanskt projekt som försöker sekvensera Afrikas endemiska och inhemska växter och djur. Det är uppskattningsvis 105 000 arter. Vi är tre av de mer än 109 afrikanska forskarna som är involverade i projektet och publicerade nyligen ett positionsdokument i Nature som beskriver konsortiets vision för de kommande 10 åren.

Sekvenseringen av det mänskliga genomet, en USA-ledd insats, visar hur många direkta och indirekta fördelar det finns med denna typ av arbete. Human Genome Project ledde till framsteg inom genomik och precisionsmedicin. Det sporrade till nya innovationer inom utrustning, teknik och infrastruktur som genererade 265 miljarder USD årligen till den amerikanska ekonomin 2019.

AfricaBP syftar också till att locka fler studenter och forskare i tidiga karriärer till genomik och relaterade områden – och att uppmuntra dem att stanna på kontinenten så att afrikanska länder drar nytta av deras kompetens. Denna process skulle kunna uppnås genom att arbeta med afrikanska institutioner för att tillhandahålla permanenta tjänster inom genomik och bioinformatik.

En avgörande investering

Genomsekvensering är en komplex process. Arter måste provtas och samlas in från specifika platser; bearbetas och kvalitetskontrolleras; sekvenseras och studeras sedan noggrant.

AfricaBP arbetar nära sina forskarsamhällen och partners för att välja arter för sekvensering. Vi kommer att skicka ut flera uppmaningar till forskare över hela Afrika för att nominera arter. Några har redan valts ut:dessa inkluderar Rutig Elephant Shrew (Rhynchocyon cirnei ) i centrala och sydöstra Afrika och det röda mangroveträdet (Rhizophora mangle ) i Västafrika).

Forskare ombeds förklara artens vetenskapliga, kulturella och ekonomiska betydelse. Vi vill att arterna vi sekvenserar ska vara användbara för ett visst samhälle eller samhällen, kanske genom att tillhandahålla mat eller medicin, eller vara kulturellt betydelsefulla. De kan också utsättas för fara, vilket gör deras dokumentation genom sekvenseringsinsatser ännu mer brådskande.

Vissa kanske höjer på ögonbrynen för projektets beräknade kostnad:cirka 1 miljard USD under de kommande 10 åren för att slutföra den planerade sekvenseringen, utveckla infrastruktur och utbilda fler forskare. Det kan tyckas vara en omotiverad kostnad med tanke på Afrikas akuta behov, såsom livsmedelsförsörjning.

Men genomik kan hjälpa till att tillgodose några av dessa behov. Att tillhandahålla näringsrik mat till en ständigt ökande mänsklig befolkning kommer att möjliggöras av ny teknik som minskar häckningstiderna och väljer de egenskaper som gör grödor tåliga, anpassningsbara och näringsrika. Till exempel, det internationella centret för jordbruksforskning i de torra områdena i Rabat, Marocko, undersökte 5 780 vilda grödor, som sockerbetor och ärter; den fann att många av dessa kan klara av stor ökenspridning. Dessa grödors gener skulle kunna överföras till relaterade grödor för att hjälpa till att hantera torra förhållanden.

Denna typ av vetenskap har också visat sig driva ekonomisk tillväxt genom relaterade områden som bioläkemedel, diagnostik, nya medicintekniska produkter och genom att tillhandahålla hälsovård på nya och innovativa sätt. Sektorn för mänsklig genetik och genomik i USA har visat sig stödja mer än 850 000 jobb och bidragit med 265 miljarder USD till den amerikanska ekonomin.

Behålla afrikansk talang

Afrikansk vetenskap kommer att dra nytta av detta initiativ. Det finns redan 109 afrikanska forskare involverade i AfricaBP; de flesta av dem (87) är baserade på 22 institutioner över hela kontinenten, i länder som Marocko, Nigeria, Kamerun, Kenya och Sydafrika.

Att utveckla bättre genomisk infrastruktur i afrikanska länder är ett sätt att behålla forskare på kontinenten och utnyttja sina kunskaper för sina egna länder och regioner. Det är också avgörande att få fler afrikanska forskare involverade i att initiera hemodlade forskningsprojekt som fokuserar på nationella prioriteringar.

Under det kommande decenniet hoppas vi att AfricaBP kommer att vara en del av ansträngningarna att prioritera genomisk sekvensering – och hjälpa till att skörda dess fördelar för kontinenten.

Författarna vill erkänna rollerna som spelas av Fatu Badiane Markey, Bouabid Badaoui, Girish Beedessee, Katali Benda, Alan Buddie, Chukwuike Ebuzome, Samuel Eziuzor, Yasmina Fakim, Nidhal Ghanmi, Fatma Guerfali, Isidore Houga, Justinsidore Houga, 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, Sadiguribe, Julien N. , Taiwo Omotoriogun, Julian Osuji, Fouzia Radouani, Verena Ras, Ole Seehausen, Abdoallah Sharaf, Varsha Shetty, Yves Tchiechoua, Catherine Ziyomo och Yedomon Zoclanclounon i AfricaBP.