Diseñan un chip para comprender al girasol
Técnicos del INTA desarrollaron una herramienta pionera en el mundo, que permite identificar y analizar los genes clave para mejorar la productividad de esta oleaginosa.
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.
