Cambios en el ADN que determinan el color de las uvas
Dr. Gerardo Jiménez Sánchez
Cuando en México muchos siguen pensando que el uso de la información del ADN para resolver retos de alto valor económico es una ilusión, en el resto de los países miembros de la OCDE la genómica forma parte central de sus estrategias para crecimiento económico, bienestar social y enriquecimiento cultural.
Un ejemplo de ello es Francia que desde hace algunos años invierte en la investigación genómica aplicada a la industria vitivinícola. El gran apego a su cultura y mayúscula contribución a su economía la han convertido en una prioridad científica y tecnológica. Francia produce entre 5 mil y 6 mil millones de litros de vino al año, es decir, entre 7 mil a 8 mil millones de botellas anuales.
La vid es una planta cuya diversidad es increíblemente rica permitiendo adaptar la producción de vino de acuerdo a las condiciones de los viñedos y a los vinos que se desea producir. La industria viticultora moderna obtiene sus cepas mediante injertos. Esto significa que para una variedad determinada, todas las plantas —o casi todas— son idénticas. Sin embargo, pueden surgir eventos espontáneos en el ADN de algunas vides dando lugar a diferencias entre plantas individuales.
La familia de las vides Pinot es una de las más antiguas variedades de uva que genera una amplia variedad de vinos. Esta planta tiene una importante variación en el color de sus uvas causada por mutaciones genéticas que ocurren en forma natural. Estas apagan en forma selectiva a los genes responsables de la síntesis de los pigmentos rojos, llamados antocianinas, que dan lugar a las variedades en el color de las uvas.
La importancia económica que representa la industria vitivinícola para Francia ha favorecido que la Universidad de Estrasburgo invierta recursos valiosos en investigar los mecanismos moleculares que definen las diferentes variantes de sus uvas locales. En consecuencia, un estudio bajo el liderazgo de la profesora Frédérique Pelsy del Instituto Francés de Investigaciones Agronómicas publicado recientemente en la revista PLOS Genetics (http://goo.gl/vtXn7W), reveló por primera vez los mecanismos moleculares y celulares que conducen a las diferencias entre las plantas de la familia Pinot. Específicamente, las mutaciones espontáneas que sustentan el cambio en el color de esa fruta.
El ADN de la vid contiene una región que controla el color de la uva. Dos genes localizados en esta región pueden inducir las reacciones bioquímicas necesarias para producir antocianinas. Pero cuando los dos genes se inactivan por una mutación, esta vía se mantiene apagada y la uva se torna blanca (verde amarilla), como en el caso de Pinot blanc. Casi todas las variedades de estas uvas, incluyendo Pinot noir (negra), contienen una copia de la forma activa de estos genes que dan lugar al color negro y otra copia inactiva.
Los autores del estudio pertenecen al programa “Salud de la uva y calidad del vino” de la Universidad de Estrasburgo. Su análisis molecular en una colección de 33 clonas de Pinot noir, Pinot gris y Pinot blanc puso de manifiesto que los intercambios entre regiones homólogas de los cromosomas maternos y paternos en la uva, dan lugar a la sustitución de la región que permite la creación de antocianinas por la región que lo impide. En consecuencia, esta transferencia de información genética que rara vez ocurre en la naturaleza, puede hacer que las células de tipo Pinot noir (uvas negras) den lugar a Pinot blanc (uvas verde amarillas).
Una vez que estas mutaciones ocurren en una célula, estas se propagan progresivamente para formar una capa de células distinta sobre el tallo de la planta dando lugar a lo que se conoce como plantas quiméricas. Estas estructuras celulares no amenazan la aptitud de la planta y se mantienen estables a través de su propagación vegetativa mediante el injerto. Es así como Pinot gris (roja) puede surgir a partir del Pinot noir (negra), es decir, una piel Pinot noir rodea a las células internas que han mutado a Pinot blanc (verde amarilla). De hecho, todos los Pinot gris conocidos son quimeras que asocian estos dos tipos de tejidos. Ocasionalmente, las mutaciones celulares de la quimera pueden colonizar toda la planta convirtiendo una Pinot gris (roja) en una Pinot blanc (verde amarilla).
La diversidad generada a través de estas mutaciones resulta ideal para crear sabor, lo que se ilustra con la diferencia entre un chardonnay y un moscatel chardonnay. Por ello, resulta de gran valor el conocer la estructura genómica que se asocia a cada variedad, lo que permite desarrollar métodos en el laboratorio que permitan apoyar decisiones para la producción cuyo impacto económico es considerable.
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gerardo.jimenez@gbcbiotech.com
Director del Programa de Medicina Genómica y Bioeconomía de la
Escuela de Salud Pública de Harvard.
Presidente Ejecutivo, Global Biotech Consulting Group.
Presidente de Genómica y Bioeconomía A.C.