Lunes, 15 de marzo de 2010
En busca de la clonación natural
¿Qué es la Arabidopsis thaliana?
Arabidopsis es un género de plantas herbáceas de la familia de las brasicáceas, que han sido objeto de intenso estudio en época reciente como modelos para la investigación fitobiológica. Arabidopsis thaliana fue la primera planta cuyo genoma se secuenció por entero, una tarea completada en diciembre del 2000 por el proyecto AGI (Iniciativa para el Genoma de la Arabidopsis).
VentajasArabidopsis thaliana es una planta pequeña empleada como organismo modelo para el estudio de la biología molecular, la fisiología y la genética de plantas. Arabidopsis es miembro de la familia de las Brassicaceae, a la cual pertenecen el repollo y el rábano. Aunque no posee valor agronómico, presenta ventajas muy importantes para la investigación básica:
- Genoma pequeño, distribuido en sólo 5 cromosomas. El genoma se completó en diciembre de 2000 (125 Mb total, alrededor de 25.000 genes, el 70% tendría ya una función asignada).
- Mapas genético y físico exhaustivos de sus 5 cromosomas.
- Ciclo de vida muy rápido: alrededor de 6 semanas entre la germinación y la aparición de semillas maduras.
- Fácil producción de semillas y fácil cultivo en condiciones de laboratorio.
- Transformación eficiente con Agrobacterium tumefaciens.
- Gran número de líneas mutantes.
Aunque pueda sonar a nombre de videojuego o de película de ciencia ficción, la apomixis es, en realidad, un método misterioso y fascinante de reproducción asexual de algunas plantas que ha ocupado la atención de biotecnólogos de todo el mundo que buscan desentrañar y entender esta auténtica clonación natural.
Aún se desconoce muchos aspectos de sus mecanismos moleculares, por lo que se ha convertido en el santo grial de la biotecnología vegetal, pero ahora un grupo de investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados Unidad Irapuato (Cinvestav) de México ha dado un paso fundamental para desentrañar sus secretos genéticos, de acuerdo con un artículo publicado en la revista Nature.
Tras pasar años estudiando la vida sexual de vegetales que han renunciado completamente al sexo para reproducirse y analizar la Arabidopsis thaliana -el modelo vegetal por excelencia-, que se reproduce sexualmente, el grupo encabezado por Jean Philippe Vielle Calzada descubrió que una proteína llamada Argonauta 9 reprime las células sexuales para que no se conviertan en células reproductivas.
"Es una proteína conformada por pequeñas moléculas de ARN que se comporta como reguladora maestra que controla el destino de las células y les ordena cuándo y cómo deben convertirse en células reproductivas", ha explicado a EL PAÍS Vielle Calzada, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav.
Al menos 25 grupos científicos en todo el mundo compiten para encontrar las claves de la sexualidad de las plantas y hasta ahora se ignoraba el papel que juega la Argonauta 9 en el aparato reproductor, pero con el trabajo de los mexicanos y sus colaboradores de Estados Unidos y Francia se sabe la ruta regulatoria inicial que le confiere un papel represor de ese destino celular que está presente en todas las plantas que se reproducen sexualmente.
"Estábamos buscando en otro sentido completamente, diferente analizando genes que controlan la meiosis (proceso de división celular), pero este hallazgo no tiene nada que ver con la meiosis", afirma Vielle Calzada.
En la mayor parte de las plantas comestibles como el maíz, trigo, sorgo, entre muchas otras, la reproducción sexual favorita es la doble fecundación: primero el óvulo es fecundado por un grano de polen, con lo cual se forma el embrión; posteriormente, una segunda célula espermática se une a la voluminosa célula central para dar lugar a la formación del endospermo, un tejido de abundante contenido proteico indispensable para la sobrevivencia del embrión. Después de esto, el óvulo se transforma progresivamente en una semilla.
Así, las semillas heredan la mitad de su material genético de la madre y la otra mitad del padre, por lo que las características genéticas cambian de una generación a otra. En cambio, con la apomixis las plantas son capaces de reproducirse formando embriones sin necesidad de fecundación. Las células apomícticas contienen todos los genes necesarios para formar nuevas semillas genéticamente idénticas a la planta madre.
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