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Genómica

El jugo de la caña

En el marco de un simposio internacional, discuten el rumbo de la investigación con la caña de azúcar en Brasil

eduardo cesarEl mejor producto de la caña de azúcar aún está por venir. Son los despliegues del proyecto conocido como Genoma Caña, financiado en parte por la FAPESP, que catalogó los genes activos de la caña de azúcar. Para dar los siguientes pasos con seguridad, la genetista Marie-Anne Van Sluys, de la Universidad de São Paulo (USP), organizó una reunión entre investigadores brasileños e internacionales en el Workshop de Genómica de la Caña, realizado en la FAPESP durante los días 4 y 5 de agosto. Parte de los invitados son investigadores de Estados Unidos y de Francia con experiencia en proyectos genómicos de otras gramíneas, familia que incluye a la caña, el sorgo, el maíz y el arroz. “Los errores y aciertos de esos proyectos nos ayudarán a avanzar más velozmente”, explica Marie-Anne.

La historia de la caña de azúcar es larga y dio origen a un genoma complejo. Ya en la Antigüedad, los asiáticos masticaban los tallos dulces de la especie Saccharum officinarum. Pero cuando aumentó la población y llegó la era de la agricultura en amplia escala se hizo preciso tornar más eficiente la producción del jugo dulce. La solución fue cruzar la especie original con otra más resistente a las enfermedades, plagas y condiciones climáticas adversas: Saccharum spontaneum. Luego, en el transcurso de los siglos, los agricultores seleccionaron plantas más resistentes y que producían mayor cantidad de azúcar, originando así la planta que desde el siglo XVI es tan importante para la economía brasileña. El genoma refleja ese historial de cruzamientos y selección de características: existen alredor de diez copias de cada gen, en lugar del par que caracteriza a la mayoría de los animales.

Entre las diversas copias de genes se encuentran los elementos de transposición, tramos de ADN que se duplican y cambian de lugar en el genoma. El grupo de Marie-Ann viene estudiando esos fragmentos errantes de ADN, considerados hasta hace poco nocivos para el organismo. El equipo de la USP construyó la secuencia de todos los elementos de transposición hallados y verificó que algunos de ellos existen también en el arroz, que desde hace 50 millones de años sigue una trayectoria evolutiva independiente de la de la caña. “Eso significa que son antiguos en la evolución de las gramíneas, por lo tanto no deben ser nocivos”, concluye la genetista. Otro indicio de que los elementos de transposición producen un beneficio en la biología de la planta es que son, en muchos casos, tan activos como los demás genes. El grupo continúa en la búsqueda por describir esas funciones.

Ciencia aplicada
Conocer en detalle el genoma de la caña no representa mera curiosidad. Cada año, el Centro de Tecnología Cañera (CTC) ensaya un millón de cambios en procura de plantas más productivas que las existentes. Es un lento proceso: se demora unos 12 años para que del inmenso cañaveral surjan dos o tres variedades prometedoras.

La investigación genómica agiliza esa búsqueda al proveer listas de genes activos de la caña de azúcar -los mapas funcionales, que pueden ayudar a reducir a la mitad el número de clones analizados por el CTC. Un gran avance en ese sentido proviene de la cooperación entre los genetistas Anete Pereira de Souza, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), y Antonio Augusto Franco García, de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la USP, quienes el año pasado publicaron en la revista Molecular Breeding el primer mapa funcional de la caña de azúcar. Ellos describieron más  de 400 marcadores genéticos funcionales, en un artículo que se halla en proceso de publicación. Son las partes del ADN responsables de la producción de sacarosa, la resistencia a las enfermedades y otras características esenciales para el valor económico de las plantas. “Estamos suministrando esas informaciones a toda la comunidad mundial que trabaja con la caña de azúcar”, cuenta Anete. “Cada grupo deberá construir su propio mapa para la variedad que estudie”. Para facilitar el trabajo, ella y Garcia publicaron el año pasado un software para la construcción de mapas genéticos que ya fue utilizado también para otras plantas como el maracuyá y la naranja.

Según Anete, reunirse con investigadores internacionales con experiencia en otros sistemas es una oportunidad para delinear estrategias para continuar con el secuenciado del genoma de la caña, además de abrir los caminos para establecer cooperaciones con aquéllos que cuentan con tecnologías que aun no son muy conocidas o disponibles en Brasil. El genetista Andrew Paterson, de la Universidad Cornell, en Estados Unidos, con experiencia en el genoma del sorgo, afirma que su trabajo puede resultar de utilidad para las investigaciones con caña. “La gran ventaja del sorgo proviene de que no pasó por las duplicaciones del genoma y por los procesos de hibridación, como la caña, por eso cuenta con un genoma mucho más simple”, explica. De ello resulta que el genoma del sorgo aun cuenta con una organización más próxima a la de sus ancestros, mientras que la caña sufrió mezclas causados por las duplicaciones y por los elementos de transposición.

No faltan proyectos entre los científicos brasileños enfocados en las investigaciones cañeras, quienes cuentan con financiación en el marco del Programa de la FAPESP de Investigación en Bioenergía (Bioen), lanzado en julio. Aunque, para llevar acabo una tarea de tal tenor, la mejor estrategia igualmente es aunar esfuerzos y mentes.

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