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Biolog

El ADN del guaraná

Con 210 cromosomas, el genoma de la planta amazónica suministra pistas sobre sus propiedades terapéuticas

El guaraná, una especie autóctona de la región norte del país que se convirtió un sinónimo de un refresco típicamente brasileño y en un importante ingrediente de extractos y polvos destinados a los más variados fines, todos con comprobación científica, comienza a ser entendido en su fuero íntimo: el ADN. Dos trabajos recientemente publicados en revistas internacionales por miembros de la Red de la Amazonia Legal de Investigación Genómica (Realgene) muestran facetas desconocidas de la biología molecular de esa planta trepadora, cultivada hace siglos como estimulante por tribus de la Amazonia central, como los maués y los andirás, y hoy en día por el hombre contemporáneo también en otras partes del país, como en Bahía, el mayor estado productor de guaraná.

El primer estudio, que llegó a las páginas del Journal of Plant Research en mayo del año pasado, revela la existencia de 210 cromosomas en la variedad sorbilis de la Paullinia cupana, el tipo de guaraná que los investigadores analizaron. La cifra llamó la atención, aún más si se la compara con la encontrada en otras siete especies del genero Paullinia, todas con 24 cromosomas. “Algunos colegas decían que el guaraná tenía tantos cromosomas que era prácticamente imposible contarlos”, comenta el biólogo molecular Spartaco Astolfi-Filho, de la Universidad Federal del Amazonas (Ufam) y coordinador de la Realgene. Pero, con el apoyo de Carlos Roberto de Carvalho, de la Universidad Federal de Vizosa (UFV), el biólogo Danival Vieira de Freitas de la Ufam, primer autor del estudio, arribó a ese logro. Aunque no sea inédita, la presencia de tantos cromosomas en plantas es cosa rara. En el artículo, los investigadores creen que el proceso de domesticación del guaraná, llevado a cabo por los primeros indígenas, puede haber favorecido la selección de ejemplares de la planta con muchos cromosomas. De esa forma, los pueblos de la selva habrían sido los responsables de la creación y propagación de la variedad sorbilis de la P. culpana, actualmente la más cultivada en el país.

El segundo trabajo salió ahora en enero en la Plant Cell Reports y va aún más a fondo en el material genético de esa liana amazónica. En vez de secuenciar todos los genes del guaraná, una tarea difícil debido al enorme tamaño del genoma de la planta, alrededor de tres veces mayor que el del hombre, los investigadores optaron por buscar solamente por los genes activados en el órgano de la planta usado para fabricar extractos. La estrategia permitió descubrir que los frutos del árbol de guaraná, donde están las codiciadas semillas con base en las cuales se hacen los extractos para la producción de bebidas y otros productos, expresan 8.597 pedazos de genes durante su proceso de maduración. Entre esos segmentos de genes activos, técnicamente denominados etiquetas de secuencia expresadas (EST’s, en la sigla en inglés), hay muchos vinculados a la síntesis de flavonoides, sustancias con potencial antioxidante,  y de alcaloides, como la cafeína. También se destacan genes que parecen ser importantes para las reacciones de la planta en situaciones de estrés ambiental, tales como sequías, agresión de insectos y reacción a microorganismos.

Flavonoides antioxidantes
Los datos de la Realgene coinciden, en líneas generales, con resultados recientes de investigaciones que intentan confirmar propiedades terapéuticas, nuevas o antiguas, normalmente imputadas al guaraná. Ese era, por otra parte, el objetivo central del trabajo de secuenciamiento de los genes expresados, llamado en la jerga técnica  transcriptoma, por el fruto de la planta a  lo largo de sus estadios de desarrollo. “Intentamos encontrar alguna base molecular para lo que ya sabía sobre el guaraná”, explica la investigadora Paula Ángelo, de Embrapa Amazonia Occidental, con sede en Manaos, primera autora del estudio publicado en la Plant Cell Reports. En ese contexto, tiene absolutamente sentido, por ejemplo, que exista en el genoma de la especie amazónica alto nivel de expresión de genes que fabrican enzimas relacionadas a la síntesis de cafeína (99 EST’s detectadas). Al fin y al cabo, la sustancia estimulante está presente en una proporción que varía de 3% a 6% del peso seco de las semillas de P. cupana, proporción tres veces mayor que la verificada en los propios granos de café. La mayor sorpresa del trabajo quizá haya sido la identificación de 129 EST’s relacionadas con el metabolismo de flavonoides. Muchos de los eventuales efectos benéficos a la salud del consumo de té y de pequeñas dosis de vino tinto — protección contra ciertos tipos de cáncer e inflamaciones y mejoras en el sistema cardiovascular, entre otros — se adjudican actualmente a ese vastísimo grupo de compuestos naturales, que incluyen sustancias como los taninos, las catequinas y las antocianinas.

Los artículos publicados representan solamente el comienzo y no el fin de los esfuerzos de la Realgene, que reúne a científicos de más de una decena de universidades e institutos de investigación de la Amazonia y de otras partes del país.  Trabajo no les faltará a los miembros de la red genómica, cuyos trabajos en los últimos 5 años contaron con financiamiento de 1,5 millones de reales del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y de 300 mil reales de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Amazonas (Fapeam).  Ellos tendrán que chequear si el guaraná fabrica realmente y en que nivel las proteínas de mayor interés científico o comercial apuntadas en el artículo sobre el transcriptoma de los frutos de la planta. También intentarán verificar cómo es el perfil de activación de genes en otros tipos de tejidos de la P. cupana, sobre todo en las hojas y raíces. “Al final de nuestros estudios, nos gustaría mejorar aún más el status del guaraná como planta medicinal en el mundo”, dice el optimista Astolfi-Filho. Todo esto, además de dar prosecución a los trabajos de secuenciamiento para mapear genes expresados en organismos tan diversos como el mosquito Anopheles darlingi, principal transmisor de la malaria en Brasil, y el camu camu (Myrciaria dubia), fruta de la Amazonia con 60 veces más vitamina C que la naranja y el doble de la acerola.

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