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Biotecnología

Una herramienta genética

Identifican marcadores moleculares de carne tierna en ganado de la raza nelore

SCHEFER EVERTON / EMBRAPAGanado canchim: genes relacionados con espesor de la grasaSCHEFER EVERTON / EMBRAPA

En poco tiempo más no será necesario esperar que el bife llegue a la mesa para saber si la carne es tierna. Mediante exámenes biotecnológicos realizados en la sangre, los pelos e incluso en muestras de semen, será posible prever si determinado animal de la raza nelore, cuando aún es un ternero de pocos meses, tendrá o no una carne tierna. Esta nueva tecnología se vale de marcadores moleculares, que son variaciones en la secuencia de ADN que permiten diferenciar a los individuos de una especie para detectar a los animales con predisposición genética para tener carne más tierna. Desarrollado por una red coordinada por investigadores de la estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa), unidad Ganadería Sudeste, con sede en São Carlos, interior paulista, y de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), este trabajo redundó en un pedido de patente internacional para el método de detección de animales con ese potencial de calidad. La raza nelore responde por alrededor del 60% del rebaño vacuno nacional, que sumó a finales de 2009, de acuerdo con el Instituto Brasileño de Geografía y Estadística (IBGE), 205 millones de cabezas. Brasil es el segundo productor bovino mundial, detrás de la India, y el segundo productor de carne, inmediatamente después de Estados Unidos, con 6,6 millones de toneladas producidas en 2009. De dicho total, el 14% se exportó y, de acuerdo con el Ministerio de Desarrollo, Industria y Comercio Exterior, durante los primeros 10 meses de 2010, las exportaciones, contando solamente las destinadas a Europa, rindieron 548 millones de dólares.

Los importantes resultados para la ganadería nacional con relación a los marcadores moleculares del ganado nelore son producto de un estudio anterior realizado por la misma estatal Embrapa Ganadería Sudeste con la raza canchim, que posee alrededor de 90 mil animales registrados y tiene importancia fundamental en el cruzamiento con otras razas para la producción de carne. “Veníamos trabajando desde 1998 en el desarrollo de marcadores moleculares para ayudar en la selección en esta raza”, explica la investigadora Luciana Correia de Almeida Regitano, líder de ambos proyectos. “Habíamos hallado marcadores para el peso de los animales en diferentes edades, pero solamente a partir de 2003 logramos recabar información sobre el espesor de grasa subcutánea (EGS), una característica importante para obtener un mejor desempeño económico de la raza, porque ayuda a proteger la carne durante su almacenamiento bajo refrigeración.”

La elección de la raza canchim es una evolución natural de los estudios realizados en São Carlos. Allí fue que esta raza surgió, desarrollada a partir de la década de 1940 en la antigua propiedad de cría del Ministerio de Agricultura, en donde está instalada Embrapa Ganadería Sudeste. La raza canchim es formada por 5/8 de sangre charolais, de origen francés, y 3/8 de ganado cebuíno, como el nelore y el indubrasil. El objetivo de esta composición fue reunir en una raza las cualidades de las otras dos, como la rusticidad y la capacidad de adaptación a las condiciones tropicales de Brasil que los cebúes (Bos taurus indicus) – ganado de origen indio – poseen, y la productividad y la carne tierna del ganado europeo (Bos taurus taurus), como el charolais. Así fue como los investigadores de esa unidad de Embrapa siempre mantuvieron estrecha relación con el programa de mejoramiento y con as asociaciones de criadores de la raza. Luciana explica que los marcadores moleculares son variaciones en la secuencia de bases del ADN, que se producen naturalmente entre los individuos de una especie y se transmiten de padre a hijo. “Sin embargo, no siempre estas variaciones producen diferencias visibles entre los individuos, pero pueden emplearse como ‘los carteles de señalización’ de una carretera, para ayudar a ubicar regiones del genoma que producen esas diferencias. En nuestro caso, estamos interesados en ubicar los genes que contribuyen para las diferencias detectables en la producción y la calidad de la carne del ganado vacuno criado en condiciones tropicales.”

En las investigaciones con ganado canchim, durante el trabajo de doctorado da alumna Gisele Batista Veneroni, de la UFSCar, dirigido por Luciana y apoyado por la FAPESP entre 2007 y 2010, se estudiaron algunos genes que podrían tener relación con la capacidad del animal de producir y almacenar grasa corporal. Para uno de estos genes, el factor de diferenciación celular DDEF1 – una proteína que tiene la función de transmitir señales a una célula y que está involucrada en el proceso de diferenciación –, había relatos en la literatura de que en ratones comunes y en humanos transformaba fibroblastos (célula de tejido conjuntivo) en adipocitos, células que almacenan grasa en los animales. Pero no había estudios con bovinos.

EMBRAPAGanado nelore: en mayor número en el rebaño brasileñoEMBRAPA

Con el ojo en la grasa
Luciana comenta que el grupo resolvió entonces buscar variaciones en ese gen DDEF1, también conocido como Arf-GAP o Asap1, ubicado en el cromosoma 14 de los vacunos y que produce la proteína del mismo nombre (DDEF1), para después relacionarlas con la cantidad de grasa subcutánea en el ganado canchim. Ella explica que para identificar las asociaciones entre los marcadores y las características de interés es necesario reunir informaciones fenotípicas, como por ejemplo el espesor de la grasa, el área del ojo del lomo – sección del músculo trasero correspondiente al bife ancho o al bife de chorizo – y la ternura de la carne de un gran número de animales. Conocida como en Brasil AOL, el área del ojo del lomo se emplea como una medida que tiene relación con la producción de carne del animal. Cuanto más musculoso, más carne tendrá con relación a los huesos y a la grasa, por ejemplo.

En el caso del canchim, se estudiaron 750 animales de diversas propiedades. Los investigadores ingresaron los datos en modelos matemáticos que permiten incluir los efectos ambientales y genéticos relacionados con las características de producción. “En dichos modelos incluimos el efecto del marcador molecular”, explica Luciana. “Con el avance de las metodologías de análisis de marcadores, pronto podremos incluir en esos modelos los efectos de un gran número de marcadores, cubriendo así todo el genoma, lo que permitirá predecir un valor genómico por cada animal”. Ese valor indicaría con mayor precisión cuál es el peso y la influencia de los genes en las características del animal. La otra influencia proviene del ambiente. De acuerdo con la investigadora, el mapeo del genoma vacuno – producto del trabajo de un consorcio integrado por 300 investigadores de 25 países, incluido Brasil, que se extendió durante seis años y fue concluido en abril de 2009 – fue una etapa importante en el desarrollo del marcador para características de calidad de la carne, porque suministró información sobre la secuencia y la ubicación del gen DDEF1 en los bovinos. “Esta información era esencial para dar inicio a nuestros estudios”, dice Luciana. El proyecto de Gisele dio origen al primer depósito de patente. En este caso, un método y un kit para la detección precoz de deposición de grasa en bovinos, para uso de la variación en la secuencia del gen DDEF1 como indicador de potencial genético en la deposición de grasa de la raza canchim. Participaron en este proyecto, además de Gisele, del Programa de Posgrado en Genética y Evolución de la UFSCar, investigadores de Embrapa Ganadería Sudeste y de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de Botucatú, de la Universidad Estadual Paulista (Unesp).

En 2007 el grupo inició otro proyecto, que consistió en la formación de una red de investigación para la realización de estudios genéticos relacionados con la producción de carne, o Red Bifecuali. La misma está integrada por seis unidades de Embrapa y por las universidades de São Paulo, por medio de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), la Unesp de Jaboticabal, la Estadual de Campinas y la Estadual de Santa Cruz, con sede en Ilhéus, Bahía, además del Instituto de Zootecnia del Estado de São Paulo. En el marco de esta red, los investigadores evalúan, entre otras características, la variabilidad genética de animales de la raza nelore para atributos tales como la calidad y la eficiencia en la transformación de alimentos en carne, además de su temperamento. A tal fin están criando, confinando y faenando alrededor de 250 machos por año, durante tres años.

Ajuste en la variación
La primera faena se realizó en 2009, cuando los investigadores estudiaron la relación entre la variación de la secuencia del gen DDEF1 y diversas características de producción evaluadas en el proyecto. No hallaron en la raza ninguna asociación con la cantidad de grasa, pero descubrieron una relación con la variación en el peso del animal a los 18 meses, en el área del ojo del lomo. Lo más sorprendente, según Luciana, fue que los estudios también revelaron una asociación con la ternura de la carne, una de las cualidades más importantes para la aceptación del producto, principalmente en el mercado externo. “Lo interesante es que la variante asociada a la mayor área del ojo del lomo también está asociada con la mayor ternura de la carne”, dice la investigadora. “Por  eso la selección del ganado nelore con base en esta variación debe aumentar la musculatura y la ternura de la carne”. Este descubrimiento fue protegido mediante la solicitud de una patente internacional. El proyecto que dio origen a este pedido formaba parte de la maestría de la alumna Polaina Tiznote, becaria de la FAPESP, realizada entre 2009 y 2010 en la UFScar.

De acuerdo con Luciana, también directora de tesis de Polyana, este trabajo es tan sólo el primero tendiente a detectar otros genes de interés en bovinos. Esta tarea se verá facilitada por las investigaciones que Luciana empezará a desarrollar a comienzos de 2011. “Llevaré el ADN de 600 nelores producidos durante tres años del proyecto para hace un estudio en asociación con el Bovine Functional Genomics Laboratory, del Agricultural Research Service, de Estados Unidos”. Allá analizará los marcadores de esos animales conocidos como single nucleotide polymorphism (SNPs) que pueden estar en cualquier parte del genoma, dentro de la secuencia de genes o en secuencias no codificadoras, que no producen proteínas. “Son 700 mil marcadores insertos en el chip Bovine HD, una placa que contiene datos genéticos”, revela. La tecnología que Luciana empleará en Estados Unidos será implementada en Brasil mediante la compra de aparatos en el marco de un proyecto del Programa Equipamientos Multiusuarios de la FAPESP recientemente aprobado y coordinado por el profesor Luiz Lehmann Coutinho, de la Esalq.

La tecnología desarrollada por los investigadores aún no se encuentra disponible para los productores. La próxima etapa del trabajo del grupo consistirá en identificar potenciales socios que puedan comercializar la tecnología. “La selección de animales más eficientes aporta beneficios no solamente económicos”, recuerda Luciana. “La alimentación puede representar aisladamente entre el 5% y el 26% de los costos de producción de ganado de corte. Asimismo, los animales más eficientes emiten menos gases de efecto invernadero y necesitan menor área de cría.”

Los proyectos
1. Marcadores moleculares aplicados al programa de mejoramiento de vacunos de la raza canchim (n° 2001/10036-5); Modalidad Ayuda Regular a Proyecto de Investigación; Coordinadora/Orientadora Luciana Correia de Almeida Regitano – Embrapa; Becaria Gisele Batista Veneroni – UFSCar; Inversión R$ 17.641,35 y US$ 6.029,00 (FAPESP)
2. Asociación de SNP’s en genes candidatos y de regiones cromosómicas con espesor de grasa subcutánea en vacunos de la raza canchim (n° 2006/06237-9); Modalidad Beca de Doctorado; Coordinadora/ Orientadora Luciana Correia de Almeida Regitano – Embrapa; Becaria Polyana Cristine Tizioto – UFSCar; Inversión R$ 99.864,96 (FAPESP)
3. Prospección y validación de SNP’s en genes candidatos para ternura de carne en familias de referencia de la raza nelore (nº 2010/06515-4); Modalidad Beca de Doctorado; Coordinadora/Orientadora; Luciana Correia de Almeida Regitano – Embrapa; Inversión R$ 111.318,48 (FAPESP)

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