Es un hito histórico en el desarrollo científico y económico del país: investigadores chilenos analizaron y describieron el genoma de la uva blanca sin semilla más importante para Chile, la variedad Sultanina, ícono de las exportaciones de fruta de Chile.
Este avance científico se publicó el 7 de enero en BMC Plant Biology, y además de secuenciarse el genoma de ‘Sultanina’ (o ‘Thompson Seedless’), se creó el primer catálogo de variantes genéticas estructurales de la uva (comparando la uva de mesa con la uva de vino), y se desarrolló una nueva y poderosa herramienta para estudios genómicos en cultivos frutícolas. Con ello se abre la puerta para mejorar la producción, almacenamiento y distribución de este tipo de uva sin pepas, abriendo también la posibilidad de apoyar el desarrollo de nuevas variedades. Además, demuestra que ya es posible realizar una tarea de esta magnitud con los equipos y los científicos que trabajan en el país ya que este proyecto se realizó por completo en Chile.
Desde una perspectiva económica, la Sultanina es actualmente la segunda variedad de uva de mesa más exportada por Chile, que es además el principal proveedor extranjero de uvas de mesa para países como Estados Unidos y China. Según cifras oficiales, las exportaciones de uva chilena suponen ingresos de más de mil millones de dólares anuales en total, siendo uno de nuestros principales productos de exportación.
Genoma hecho 100% en Chile
El trabajo fue realizado por investigadores del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA); del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, del Centro FONDAP para la Regulación del Genoma (CRG) y del Centro de Biotecnología Vegetal de la Universidad Andrés Bello (UNAB), quienes contaron con el apoyo de Conicyt a través del programa FONDAP (CRG15090007), el programa Genoma Chile (G07I-1002) y los programas de Financiamiento Basal (CMM-FB03 y FCV-FB16).
IMG_0621Fueron investigadores del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA La Platina, quienes motivaron a los científicos de los centros de la Universidad de Chile y de la UNAB para que trabajasen juntos en este desafío. A partir de ahí, diez científicos (entre bioinformáticos, ingenieros matemáticos, genetistas y agrónomos) de tres centros de investigación de Santiago, desarrollaron las herramientas y los experimentos para llevar a cabo esta tarea.
El liderazgo bioinformático recayó en el joven ingeniero Alex Di Genova, quien ya había participado en el equipo internacional que en 2011 publicó el genoma de la papa en la revista Nature, mientras que el liderazgo científico fue compartido por los tres directores de los laboratorios que se unieron para realizar este trabajo: el bioquímico Patricio Hinrichsen del INIA La Platina, el matemático Alejandro Maass del laboratorio Mathomics en el CMM y CRG de la Universidad de Chile, y el bioquímico Ariel Orellana del CRG y el Centro de Biotecnología Vegetal de la Universidad Andrés Bello.
Una vez generado el genoma de ‘Sultanina’, en breve se analizaron todas las cadenas de genes de este genotipo, y se compararon con otro genotipo de vides de vino, emparentado con la variedad Pinot noir y que sirve de genoma de referencia para la especie, conocido como PN-40024. Con ello, lograron establecer que el borrador del genoma de la uva de mesa, como es de esperar, se parece en más de un 80% al de la uva de vino; sin embargo, posee diferencias importantes. Es así como se lograron identificar 240 genes nuevos y una serie de variantes estructurales o grandes diferencias genéticas entre ambos tipos de uva, entre las cuales estarían las responsables de la falta de semillas.
Para Maass, esta secuenciación “representa un recurso tremendamente importante para estudios genéticos de la uva y su mejoramiento en el futuro”; y muestra “la gran capacidad de organización entre grupos chilenos para enfrentar problemas de interés nacional”.
Además, el matemático destacó “las capacidades bioinformáticas y biológicas en ciencias ómicas ya existentes en Chile, que permitieron enfrentar este genoma complejo ab initio y sin usar solo comparaciones con otros trozos de uvas en bases de datos”. Esto implica, en otras palabras, que no se utilizaron bases de datos de otras investigaciones, sino que todo el análisis y estrategia para lograr este genoma se realizó en Chile.
Los resultados fueron publicados la semana pasada en una revista de acceso gratuito (BMC Plant Biology). “Llegamos a esta revista luego de iterar por otras que nos sugirieron ésta por ser especialista en genómica de plantas” señaló el matemático Alejandro Maass, agregando que “nuestro interés principal es que este genoma y la colección de variantes que se obtuvo sean lo más públicas posibles para su uso en el mejoramiento de esta especie”.
Racimo uva de mesaEl trabajo de este grupo de colaboradores en el CRG debería continuar sorprendiéndonos, ya que “junto a otros colaboradores nacionales estamos en proyectos como el secuenciamiento de peces altiplánicos, plantas del desierto de Atacama y el estudio de la diversidad metagenómica bacteriana de los suelos asociados a ellas”.
Ahora se espera que, de forma similar a lo que ha ocurrido en naciones más desarrolladas, el siguiente paso sea el uso de esta información por parte de la industria para mejorar la calidad de una de nuestras estrellas de exportación, la uva de mesa.
Más información en:
Di Genova et. al. “Whole genome comparison between table and wine grapes reveals a comprehensive catalog of structural variants”, BMC Plant Biology 2014, 14:7 doi:10.1186/1471-2229-14-7 (http://www.biomedcentral.com/1471-2229/14/7)
Centro Fondap para la Regulación del Genoma, Santiago, Chile: www.genomacrg.cl/
Mathomics: Laboratorio de Bioinformática y Matemática del Genoma, Centro de Modelamiento Matemático, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. http://www.mathomics.cl/
Centro de Biotecnología Vegetal, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Andrés Bello www.unab.cl
Centro Regional de Investigación La Platina, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. www.inia.cl
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