Leandro Lacoa (Agencia CTyS) – La palabra genoma
resuena desde hace algunos años en el mundo científico y, ahora, se
instaló en el diálogo cotidiano de cualquier persona. Esas pequeñas
moléculas que determinan gran parte de las características de los seres
vivos parecen ser todavía un misterio, aunque formen parte del
conocimiento popular.
Tal es el caso del girasol, una especie
de la que aún no se tiene secuenciado su genoma, es decir, se conocen
solo algunas partes de su información genética, apenas algunas piezas de
un enorme rompecabezas biológico, que tal vez podría responder el
motivo por el cual esas grandes flores giran siguiendo la posición del
sol.
Otra de las incógnitas al hablar de los genes es su
utilidad. “Es importante identificarlos ya que muchos de los programas
de mejoramiento de semillas necesitan encontrar genes candidatos
asociados a resistencia a estreses bióticos o abióticos con el fin
último de mejorar y/o maximizar la producción”, explicó a la Agencia CTyS, Paula Fernández, investigadora del CONICET y del Instituto de Biotecnología de INTA Castelar.
La
especialista participa, junto con las Dras. Ruth Heinz y Norma Paniego,
coordinadoras del grupo girasol en el Instituto de Biotecnología de
INTA Castelar, de un proyecto que permitirá identificar e interpretar la
porción que se expresa del genoma del girasol (transcriptoma), a través
de un chip que contiene aproximadamente 40 mil genes.
Se trata
de un diseño exclusivo, con el que se conocerán los posibles genes que
se manifiestan en un determinado momento o condición del cultivo y/o
planta, ante circunstancias de estreses diversos.
El chip fue
diseñado por el INTA Castelar en colaboración con el Centro de
Investigación Príncipe Felipe (CIPF) de Valencia –España– y es la
primera herramienta genómica pública desarrollada para el girasol en el
mundo.
Soluciones en miniatura
Aunque es
simple y pequeño, el microprocesador requiere de complejos procesos
para crearlo y utilizarlo. “Su formato es similar al chip que se conoce
en la electrónica, pero lo complejo radicó en el análisis
bioinformático, lo que incluyó la manipulación de las miles de
secuencias que tiene el girasol depositadas en el repositorio público
GenBank, el ensamble de las mismas para definir los posibles genes, su
ordenamiento y la asignación de una función biológica” graficó la
especialista.
La tarea consiste en colocar en el dispositivo una
microgota de una cadena del ADN (sonda) de 60 pares de bases que
hibridará con alguno de los aproximadamente 40.000 mil genes del
girasol, provenientes de más de 130.000 secuencias públicas disponibles
en GenBank para la oleaginosa. Después de algunas horas de hibridación,
se detectará una señal de fluorescencia captada por un escáner, que dará
una idea del nivel de expresión de ese gen en una determinada
condición.
Según sean las intensidades del color (fluorescencia)
detectadas por el escáner, se interpretará si un gen está activado o no
para la condición que fue “interrogado”. “Es decir, –aclaró Fernández–
se puede analizar la reacción del cultivo ante diversas circunstancias y
analizar qué mecanismos y genes se expresan y actúan en consecuencia”.
Curioso rompecabezas
Para
conocer los genes de cualquier especie se necesita un trabajo
multidisciplinario entre la bioinformática, la genómica y la biología
molecular. En el caso de las plantas, los genomas son grandes y
complejos, por eso, los esfuerzos se redoblan para identificar cada uno
de los genes, como sucede con el girasol que posee un tamaño de genoma
cercano a las 3.600 megabases, es decir, 3600 millones de pares de
letras con información genética.
“Aunque se posean todas las
piezas, éstas se encuentran por separado, ya que son producto de un
secuenciador automático y con eso se tiene que armar el gen”, describió
la doctora. Ensamblar el genoma es una tarea ardua porque se necesita
predecir con la mayor exactitud posible el orden de las piezas
(secuencias) para armar el rompecabezas (gen) sin tener un genoma de
referencia (figura a armar).
En los inicios de la genómica vegetal, la secuenciación de Arabidopsis thaliana y la del arroz permitieron descifrar posibles funciones de genes emparentados con otras plantas sin información genómica.
Algunos
genes regulan el crecimiento de las hojas, otros el de las raíces o de
los frutos, otros están encargados de la fotosíntesis. “Cada uno tiene
su propia función y con ese conocimiento se pueden abordar nuevas
estrategias en la disección del conocimiento de la cascada de señales
que lleva a su expresión o represión”, enfatizó la investigadora.
Fuente: Agencia CTyS