GENÓMICA Y BIOECONOMÍA
Se identifican genes que confieren resistencia a infecciones
Dr. Gerardo Jiménez Sánchez
La madera y la pulpa para papel tienen un alto impacto en la economía global. Desafortunadamente, esta industria se ve seriamente afectada por diversos factores, muchos de ellos relacionados con el medio ambiente. En particular, existen diversos microorganismos que infectan a los árboles dañando su tronco y, con ello, la calidad de la madera que produce. Este tipo de afecciones generan pérdidas significativas a la industria maderera a nivel internacional.
El conocimiento del ADN de las plantas, en particular de los árboles, ha permitido conocer con detalle mecanismos moleculares que estas especies utilizan para defenderse de las agresiones del medioambiente. La lectura masiva del ADN y la capacidad de analizar estas secuencias ha permitido recientemente secuenciar el genoma del pino, una de las coníferas más importantes para la industria de la madera y el papel.
El ADN de todas la especies está formado por las mismas unidades básicas que conocemos por sus iniciales: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C). El orden de estas “letras” cambia en cada especie de tal forma que cada una tiene una secuencia propia. La lectura del ADN de una especie requiere de romper esta larga cadena en trozos pequeños que puedan leerse fácilmente y después ensamblarse utilizando programas de cómputo que permiten analizar cada una de las letras de la molécula, identificar los genes que alberga y comparar su secuencia con otros cuya función se conoce, a fin de inferir la posible función de cada uno de ellos.
El genoma del pino incienso (Pinus taeda L.) fue secuenciado recientemente. Sus bosques ocupan grandes extensiones del sureste de los Estados Unidos y producen el 18% de la madera que se utiliza en el mundo. La biomasa de estas plantas contribuye a la acumulación negativa de CO2 atmosférico, lo cual aunado a habilidad de crecer en climas templados y húmedos, los ha convertido en un modelo ecológico para el secuestro de carbono en aquellos bosques cercanos a las costas. Además, constituyen una fuente potencial de energía renovable y sustentable por las sustancias químicas que producen, particularmente los terpenoides. La importancia económica y ecológica de esta especie ha dado lugar a programas de cruzamiento de gran escala con el fin de conocer mejor su diversidad genética y sus capacidades adaptativas.
El trabajo encabezado por investigadores de la Universidad de Florida, en la que participaron su Facultad de Ciencias Agrícolas y su Instituto de Genética, logró secuenciar el genoma completo de este pino que representa uno de los árboles de mayor importancia para la economía del sureste de los Estados Unidos. La publicación de estos resultados en marzo de 2014, permitió conocer el orden preciso de las 22,000 millones de letras que integran su ADN. Su tamaño representa casi siete veces el genoma humano que se compone por 3,200 millones de ellas (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24653211).
Hasta ahora, el gran tamaño y complejidad del genoma de las coníferas había hecho imposible su secuenciación. Sin embargo, el trabajo multi-institucional apoyado por tecnologías bioinformáticas de enorme capacidad analítica logró por primera vez este objetivo. Los investigadores de la Universidad de California en Davis han comenzado a utilizar esta información genómica para la identificación de genes que controlan la resistencia a una infección conocida como Roya Fusiforme que infecta a estos pinos dañando seriamente su madera. Si bien no existe tratamiento efectivo contra esta enfermedad, la información genómica ha permitido avanzar significativamente en el conocimiento de los mecanismos moleculares de la enfermedad. Así, al contar con la secuencia del genoma de este pino se identificó una familia completa de genes que participa en la resistencia a esta infección (www.genetics.org/content/196/3/891.long). El impacto económico de este descubrimiento es mayúsculo dado que las cerca de 6.4 millones de hectáreas de estos bosques han generado actividades económicas por $14,700 millones de dólares en los últimos años, así como 90,000 empleos. Conocer estos mecanismos moleculares constituye una herramienta muy valiosa para la selección de árboles que desarrollarán bosques más sanos.
La investigación genómica orientada a atender retos de alto impacto económico ha incrementado significativamente a nivel global. México tiene grandes oportunidades para aprovechar estos nuevos conocimientos científicos y tecnológicos. Resulta fundamental aprovechar esta ventana de oportunidad para generar mayor crecimiento económico, beneficio social y enriquecimiento cultural.
Profesor de Genómica y Bioeconomía, Universidad de Harvard. Presidente Ejecutivo, Global Biotech Consulting Group.
Presidente de Genómica y Bioeconomía A.C.
gerardo.jimenez@genomicaybioeconomia.org