En los pr\u00f3ximos meses brotar\u00e1n en el laboratorio del agr\u00f3nomo Ivan de Godoy Maia, en Botucat\u00fa, interior de S\u00e3o Paulo, las primeras plantitas de tabaco con una caracter\u00edstica especial: genes que no son originalmente de esa planta de hojas verde claros grandes, anchas y suaves, sino del eucalipto, un \u00e1rbol de hasta 35 metros de altura y hojas duras lanceoladas. Desde el final de 2005 Maia trabaja en la preparaci\u00f3n de seis genes de ese \u00e1rbol aparentemente activos en un \u00fanico tejido vegetal – la hoja, el tallo, la ra\u00edz, la flor o el fruto – para implantarlos en el tabaco. La raz\u00f3n para producir plantines de tabaco transg\u00e9nico es que esa planta crece y alcanza la fase reproductiva en alrededor de seis meses, al menos 12 veces m\u00e1s r\u00e1pidamente que el eucalipto. As\u00ed, es posible confirmar en poco tiempo en cual tejido vegetal cada uno de esos genes act\u00faa y su probable funci\u00f3n. Controlar \u00e9se u otros genes es el primer paso para crear \u00e1rboles de eucalipto m\u00e1s resistentes a la sequ\u00eda y a las plagas o capaces de producir madera de mejor calidad para la extracci\u00f3n de celulosa y la producci\u00f3n de papel.<\/p>\n
Esos experimentos con tabaco o con otra planta modelo, la Arabidopsis thaliana, son lo que los genetistas llaman genoma funcional – en este caso, es la tercera etapa del proyecto Genoma Eucalipto, el primer genoma de\u00a0 \u00e1rbol secuenciado en el Brasil. Se espera que en algunos a\u00f1os los resultados obtenidos en el laboratorio formen plantaciones m\u00e1s productivas de eucalipto. Natural de Ocean\u00eda, ese \u00e1rbol fue introducido en el pa\u00eds a inicios del siglo XX por Edmundo Navarro de Andrade para producir traversas para las v\u00edas f\u00e9rreas que avanzaban por el interior paulista. Brasil posee la mayor \u00e1rea plantada en el mundo destinada a fines comerciales. Son 3.5 millones de hect\u00e1reas que garantizan al pa\u00eds la posici\u00f3n de 7\u00ba productor mundial de celulosa y 11\u00ba de papel, actividades responsables del 4% del Producto Interno Bruto, u 80 mil millones de d\u00f3lares.<\/p>\n
La b\u00fasqueda de variedades de eucalipto gen\u00e9ticamente modificadas es la parte final de un proyecto secuencial de genes que comenz\u00f3 en 2001 y, con un perfil poco com\u00fan en el pa\u00eds, aproxim\u00f3 universidades y empresas. En la fase anterior, llamada data mining o miner\u00eda de datos, finalizada al final del 2005, fueron identificados genes que pueden contribuir al perfeccionamiento de ese \u00e1rbol. Con el auxilio de programas de computador equipos de 20 laboratorios del R\u00edo Grande del Norte, Alagoas, Pernambuco, R\u00edo de Janeiro y S\u00e3o Paulo investigaron 123,889 segmentos de genes. Ese total corresponde a casi 15 mil genes que habian sido secuenciados por el consorcio Genoma Eucalipto (Forests), formado por la FAPESP y por cuatro empresas del sector de la madera, papel y celulosa – Duratex, Ripasa, Suzano y Votorantim -, con la colaboraci\u00f3n de los equipos del proyecto Genomas Agron\u00f3micos y Ambientales (AEG).<\/p>\n
En el data mining los investigadores compararon los genes de cinco especies de eucalipto comunes en el pa\u00eds – Eucalyptus grandis, E. urophylla, E. camaldulensis, E. saligna y E. globulus – con genes ya conocidos de plantas como el tabaco, el \u00e1lamo y la Arabidopsis. Y descubrieron casi 200 genes productores de prote\u00ednas del sistema de defensa contra los pat\u00f3genos y otros 15 responsables de un complejo de prote\u00ednas que silencia otros genes. Otros resultados son relatados en los 19 art\u00edculos del suplemento de la revista Genetics and Molecular Biology de noviembre de 2005. “Esos y otros genes deber\u00e1n servir como indicadores de las caracter\u00edsticas que se desean reproducir en las plantas”, dice el ingeniero forestal Luis Eduardo Aranha Camargo, de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), coordinador de la segunda y de la tercera fases del Genoma Eucalipto.<\/p>\n
En los \u00faltimos 40 a\u00f1os t\u00e9cnicas de mejoramiento gen\u00e9tico tradicional como las usadas en el siglo 19 por el monje y bot\u00e1nico austriaco Gregor Mendel, uno de los fundadores de la gen\u00e9tica, posibilitaron un aumento de hasta cuatro veces en la productividad de los eucaliptales brasile\u00f1os. La producci\u00f3n de madera por hect\u00e1rea de floresta subi\u00f3 de 12 metros c\u00fabicos por a\u00f1o en l d\u00e9cada de 1960 para hasta 50 metros c\u00fabicos. Esa producci\u00f3n anual corresponde a una sala de 5 metros de largo por 4 de ancho llena hasta el techo con la madera obtenida con el derrumbe de los \u00e1rboles plantados en un \u00e1rea equivalente a una manzana.<\/p>\n
Pero no siempre el simple cruzamiento de variedades distintas surte el efecto deseado. Por ese motivo, lo que se intenta al producir eucaliptos gen\u00e9ticamente modificados es alterar caracter\u00edsticas que no son f\u00e1cilmente manipuladas por medio del mejoramiento gen\u00e9tico tradicional. Un ejemplo es el control de la concentraci\u00f3n de la lignina, pol\u00edmero natural que funciona como un cemento entre las c\u00e9lulas y confiere dureza a la madera. El sue\u00f1o de todo productor de papel y celulosa es el de recoger plantas con un contenido de lignina inferior al normal, de 20% a 30% de la masa del \u00e1rbol. Los niveles m\u00e1s bajos de lignina simplificar\u00edan el procesamiento de la madera para obtener celulosa y az\u00facar formado por miles de mol\u00e9culas de un az\u00facar m\u00e1s simple, la glucosa. Ya para la industria de muebles o para a industria sider\u00fargica interesan los \u00e1rboles con contenidos de lignina m\u00e1s elevados.<\/p>\n
El control de la cuantidad de lignina depender\u00e1 de la habilidad de los investigadores para controlar uno o m\u00e1s genes identificados por el bi\u00f3logo Ricardo Harakava, del Instituto Biol\u00f3gico de S\u00e3o Paulo. Harakava encontr\u00f3 13 genes que regulan la producci\u00f3n de lignina, conocidos anteriormente apenas en plantas herb\u00e1ceas, como la Arabidopsis thaliana, y en el \u00e1lamo, \u00e1rbol de hasta 35 metros de altura, principal fuente de celulosa en los pa\u00edses del hemisferio Norte. La comparaci\u00f3n del nivel de actividad de esos genes en las diferentes especies de eucalipto – son cerca de 700 – puede revelar un patr\u00f3n de funcionamiento t\u00edpico de los \u00e1rboles con baja producci\u00f3n de lignina, funcionando as\u00ed como marcadores biol\u00f3gicos de esa caracter\u00edstica. “Con el auxilio de marcadores biol\u00f3gicos es posible hacer la selecci\u00f3n precoz de plantas con bajo contenido de lignina”, ejemplifica Harakava. Otra posibilidad: reducir la actividad de esos genes por medio de t\u00e9cnicas de transg\u00e9nicas, a\u00fan en fase experimental en el caso del eucalipto.<\/p>\n
Antibi\u00f3ticos naturales –<\/strong> Tambi\u00e9n se pretende desarrollar eucaliptos m\u00e1s resistentes a enfermedades. En las regiones m\u00e1s calientes y h\u00famedas de Brasil, una elevada variedad de pat\u00f3genos ataca especialmente las plantas j\u00f3venes e impiden su crecimiento. Especies como la Eucaliyptus urophylla, bastante usada por crecer r\u00e1pidamente y alcanzar la edad reproductiva en apenas cinco a\u00f1os, son muy susceptibles a hongos que digieren la madera, damnifican las hojas o causan la putrefacci\u00f3n de las ra\u00edces. Analizando los datos del Genoma Eucalipto, el equipo de la genetista Ana Maria Benko-Iseppon, de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), localiz\u00f3 210 genes capaces de ayudar a resolver esos problemas. “Es un n\u00famero bastante elevado, toda vez que el material gen\u00e9tico fue extra\u00eddo de plantas saludables”, dice Ana Maria. “Ese resultado sugiere que puede haber un n\u00famero a\u00fan mayor de genes de resistencia en el eucalipto.”<\/p>\n Esos 210 genes integran las cinco clases de genes de resistencia (genes R) conocidas en plantas y tal vez haya hasta a\u00fan una nueva clase, la sexta, que a\u00fan debe ser confirmada por medio de experimentos. Asociados a diferentes mecanismos del sistema de defensa del eucalipto, desencadenan se\u00f1ales qu\u00edmicas que inducen a un suicidio celular colectivo en los tejidos infectados o estimulan la producci\u00f3n de compuestos que act\u00faan como antibi\u00f3ticos naturales y eliminan a hongos, bacterias, virus o gusanos.<\/p>\n Ya el trabajo del genetista M\u00e1rcio Alves-Ferreira, de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (UFRJ), puede auxiliar en el desarrollo de variedades de eucalipto menos sensibles a la sequ\u00eda – la falta de lluvia por m\u00e1s de un mes es una amenaza las plantaciones de la regi\u00f3n noroeste de S\u00e3o Paulo. El equipo de R\u00edo encontr\u00f3 50 genes reguladores de la familia homeobox, que conectan o desconectan otros genes relacionados a la tolerancia de la falta de agua. “Si los experimentos tienen \u00e9xito, podremos producir variedades resistentes a la sequ\u00eda usando genes del propio eucalipto, y no de otras especies”, dice Alves-Ferreira. Su trabajo con los genes MADS-box, responsables del desarrollo de la flor, puede impedir la producci\u00f3n de granos de polen y la contaminaci\u00f3n de plantas normales con el material gen\u00e9tico de variedades transg\u00e9nicas.<\/p>\n Interruptor gen\u00e9tico –<\/strong> El grupo del bi\u00f3logo Marcelo Menossi, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), identific\u00f3 ocho genes muy activos en casi todos los tejidos del eucalipto. Son genes como el que contiene la receta de la catalase, enzima antioxidante que protege las c\u00e9lulas de danos causados por radicales libres, y el responsable de la producci\u00f3n de la prote\u00edna hsp (heat shock protein), que evita da\u00f1os celulares provocados por el aumento de la temperatura del ambiente. Otros 13 genes se distinguen de los dem\u00e1s por que funcionan en un \u00fanico tejido.<\/p>\n Para que las investigaciones avancen, es esencial conocer el tejido en que los genes act\u00faan. Cada gen contiene un tramo inicial llamado regi\u00f3n promotora o reguladora que act\u00faa como un interruptor gen\u00e9tico, controlando en donde el gen va a funcionar o desconectarse. De ese modo, un gen que coordina la producci\u00f3n de los p\u00e9talos de las flores durante el per\u00edodo reproductivo se va se a manifestar solamente en los tejidos florales – y permanecer\u00e1 inactivo en la ra\u00edz y en el tallo – porque su regi\u00f3n promotora se convierte activa solamente en la c\u00e9lulas de la flor.<\/p>\n En el caso que se desee proteger al eucalipto de insectos que atacan las hojas, es posible asociar un gen que produce una toxina contra el insecto a una regi\u00f3n promotora de un gen activo apenas en hojas. Ya si la meta fuera generar una variedad resistente a hongos que atacan todos los tejidos, ser\u00e1 necesario asociar un gen contra el hongo a un promotor activo en todos los \u00f3rganos de la planta. Fue justamente la regi\u00f3n promotora de seis de esos genes – dos espec\u00edficos de la hoja, uno de la ra\u00edz, uno de bot\u00f3n floral y otro de bot\u00f3n floral y fruto, adem\u00e1s de un gen activo en todos los tejidos – que Ivan de Godoy Maia obtuvo en su laboratorio en la Universidad Estadual Paulista (Unesp), en Botucatu, y se prepara ahora para insertar en plantas de tabaco. Si tuvieran \u00e9xito, los investigadores tendr\u00e1n a la disposici\u00f3n secuencias promotoras identificadas en Brasil y no necesitar\u00e1n pagar royalties por el uso de tramos promotores ya patentados en el exterior.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Equipos de cinco estados identifican secuencias de ADN que pueden convertir el eucalipto m\u00e1s resistente a la sequ\u00eda y a las enfermedades","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[105],"class_list":["post-80509","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80509","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80509"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80509\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80509"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80509"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80509"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=80509"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}