La investigación es parte de un esfuerzo más amplio para mapear los genomas completos de 22 cultivos del género de las solanáceas, que incluye tomates, patatas y berenjenas.
La investigación, dirigida por equipos de la Universidad Johns Hopkins y el Laboratorio Cold Spring Harbor, podría conducir al desarrollo de nuevas variedades de tomates y berenjenas con un tamaño mayor.
“Una vez realizada la edición genética, basta con una semilla para iniciar una revolución”, ha asegurado el coautor principal Michael Schatz, genetista de la Universidad Johns Hopkins que ha colaborado ​​en el proyecto del genoma humano Telómero a Telómero .
“Con las aprobaciones pertinentes, podríamos enviar una semilla modificada genéticamente a África o a cualquier lugar donde se necesite y abrir mercados agrícolas completamente nuevos. Existe un enorme potencial para que estos avances tengan un impacto real”, ha afirmado.
La investigación es parte de un esfuerzo más amplio para mapear los genomas completos de 22 cultivos del género de las solanáceas, que incluye tomates, patatas y berenjenas.
Utilizando análisis computacional, los investigadores compararon los mapas del genoma y rastrearon cómo evolucionaron los genes a lo largo del tiempo: descubrieron que más de la mitad se habían duplicado en algún momento del pasado.
“A lo largo de decenas de millones de años, se ha producido un cambio constante de secuencias de ADN que se añaden y se pierden”, ha explicado Schatz en una nota emitida por la universidad.
“Una vez realizada la edición genética, todo lo que se necesita es una semilla para iniciar una revolución”
Michael Schatz
“El mismo proceso puede ocurrir con las secuencias genéticas, donde genes enteros se duplican o desaparecen. Cuando empezamos a investigar, observamos que estos cambios eran muy generalizados, pero aún desconocíamos su impacto en las plantas”.
Para averiguarlo, los colaboradores del Instituto Boyce Thomson utilizaron la tecnología de edición genética CRISPR-Cas9 para modificar uno o ambos duplicados de un gen, y los colaboradores de Cold Spring Harbor cultivaron las plantas obtenidas para ver cómo los cambios cambiaban las plantas maduras.
Los duplicados genéticos, o parálogos, resultaron ser importantes para determinar características como el tiempo de floración, el tamaño y la forma del fruto. La desactivación de ambas copias de los parálogos del gen CLV3 en la solanácea nativa de Australia, por ejemplo, dio lugar a plantas que los investigadores describieron como de formas “extrañas, burbujeantes y desorganizadas”, inviables para su venta en supermercados. Sin embargo, la edición cuidadosa de una sola copia del CLV3 resultó en frutos más grandes.
“Contar con las secuencias genómicas completas de estas especies es como tener un nuevo mapa del tesoro. Podemos ver dónde y cuándo una ruta genética diverge de otra y luego explorar ese punto en la información genética donde no se nos habría ocurrido buscar”, ha dicho Katharine Jenike, quien recopiló las secuencias genómicas y era estudiante de doctorado en el laboratorio de Schatz en el momento de la investigación. “Nos permitieron encontrar los genes del tamaño en un lugar realmente inesperado”.
Edición genómica
En la berenjena africana, una especie cultivada en todo el continente africano y en Brasil por sus frutos y hojas comestibles, los investigadores identificaron un gen, similar a SaetSCPL25 , que controla el número de cavidades de las semillas, o lóculos, dentro del fruto.
Al editar los genes similares a SaetSCPL25 en la planta de tomate, descubrieron que podían cultivar tomates con más lóculos: cuanto más numerosos, más grande el tomate.
El descubrimiento podría marcar el comienzo de una nueva era de tomates sabrosos, si se hace correctamente, dijeron los investigadores.
“Este trabajo demuestra la importancia de estudiar muchas especies juntas”, afirmó Schatz. “Aprovechamos décadas de trabajo en genética del tomate para impulsar el rápido desarrollo de las berenjenas africanas, y en el proceso encontramos genes completamente nuevos en ellas que, a su vez, impulsan el desarrollo de los tomates. A esto lo llamamos ‘pangenética’ y abre un sinfín de oportunidades para llevar nuevas frutas, alimentos y sabores a las mesas de todo el mundo”.
Esta investigación fue apoyada con fondos de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Médico Howard Hughes.
Los resultados de la investigación están publicados en la revista Nature .
Fuente: A en Verde
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