Un estudio revela un rápido índice de mutación en el genoma de las plantas
Un artículo publicado recientemente en la revista Science informa que un equipo de investigación ha estudiado toda la secuencia del genoma de una planta durante más de treinta generaciones para entender la velocidad a la que ocurren las mutaciones genéticas en las plantas. Sus hallazgos esclarecen la forma en la que las plantas se hacen resistentes a los herbicidas y podrían ser de utilidad, por ejemplo, para desarrollar plantas resistentes a la sequía. La investigación formaba parte del proyecto ARELATIVES («Aprovechar las secuencias del genoma de dos parientes de la Arabidopsis para la genómica evolutiva y ecológica»), cuyos fondos ascienden a 2,2 millones de euros mediante la ERA-NET «Plant Genomics» (ERA-PG), financiado por la UE. ERA-PG cuenta con el apoyo de agencias nacionales para la financiación de investigación de diecisiete países y también del Sexto Programa Marco (6PM). «Aunque se conocen bastante bien los efectos a largo plazo de las mutaciones del genoma, para empezar no sabíamos con qué frecuencia surgen nuevas mutaciones», afirmó el Dr. Detlef Weigel, uno de los directores del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo (Alemania), quien lideró la investigación junto con colegas de la Universidad de Indiana en Estados Unidos. La comparación de los genomas de especies de plantas y animales es actualmente una práctica científica común, pero el equipo de investigación dio otra vuelta de tuerca al estudiar todos los cambios genéticos en cinco variedades de la fanerógama Arabidopsis thaliana (comúnmente conocida como AT) a lo largo de más de treinta generaciones. Su objetivo era identificar las diferencias entre el genoma de la primera y de la última generación. Se averiguó que durante varios años veinte elementos fundamentales del ADN (también llamados pares de bases) habían mutado en cada una de las cinco variedades de Arabidopsis. «Así, la probabilidad de que cualquier letra del genoma cambie en una sola generación es de 1 entre 140 millones», explicó el profesor Michael Lynch de la Universidad de Indiana. En la práctica esto significa que cada plántula de Arabidopsis tiene de media una nueva mutación en cada una de las dos nuevas copias del genoma que hereda de sus padres. Hallar estas diminutas alteraciones supuso un extraordinario y laborioso trabajo para el equipo, que tuvo que comprobar cada letra en cada genoma treinta veces. El Dr. Weigel afirmó: «Descubrir dónde había cambiado el genoma sólo era posible gracias a nuevos métodos que nos permitieron explorar todo el genoma con gran precisión y en muy poco tiempo». La investigación puso de relieve al equipo lo cambiantes que son los genomas. Aunque el número de mutaciones en las plantas Arabidopsis parecía pequeño (en un grupo de sesenta millones de ejemplares de Arabidopsis, cada letra de los genomas cambia una vez de media), si se tiene en cuenta que la planta produce miles de semillas en una generación, la velocidad de las mutaciones es sorprendente. Gracias a estos resultados, los científicos podrán calcular mejor cuándo se escinden distintas especies. Por ejemplo, A. thaliana y su pariente más cercano, Arabidopsis lyrata, tienen numerosos rasgos distintos, como la esperanza de vida y el tipo de flores que producen. Estudios anteriores habían sugerido que estas especies se dividieron hace cinco millones de años, pero esta nueva investigación muestra que probablemente sucedió hace veinte millones de años. Los resultados de este estudio tendrán numerosos beneficios, ya que por ejemplo permitirán comprender mejor por qué y cómo las plantas se hacen resistentes a los herbicidas y cómo los cultivadores de plantas pueden encontrar mutaciones del genoma para aumentar la productividad de los cultivos o para hacer que las plantas sean más resistentes a la sequía. El equipo sugiere que las mutaciones en el genoma de los humanos se producen al menos a la misma velocidad que en las plantas. El profesor Lynch afirmó: «Si se aplican nuestros hallazgos a los humanos, cada uno de nosotros debe tener del orden de sesenta nuevas mutaciones que no se encontraban en nuestros padres. Si la población del planeta es de más de seis mil millones, esto implica que de media cada letra del genoma humano se altera en decenas de ciudadanos de un país. Todo lo que es genéticamente posible se está probando en un periodo muy corto.»
Países
Alemania, Estados Unidos