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Investigación identifica genes potencialmente responsables de la resistencia de la caña de azúcar a



Investigación realizada en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) identificó “genes huérfanos” – exclusivos de cierto grupo de organismos – en una especie de caña de azúcar, Saccharum spontaneum, conocida por su tolerancia a estreses bióticos, como el ataque de plagas y enfermedades causadas por insectos, nematodos, hongos y bacterias, y abióticas, como tolerancia al frío, déficit hídrico, alta salinidad y deficiencia nutricional del suelo.

El artículo, publicado en Frontiers in Plant Science el 30 de junio, asumió que algunos de estos genes en esta especie podrían desempeñar un papel importante frente al estrés.

Todo ser vivo tiene genes muy similares a los presentes en los genomas de otros organismos. Las plantas, por ejemplo, comparten similitudes en los genes involucrados en el proceso de fotosíntesis. Por otro lado, un organismo también tiene genes que no son similares a los que se encuentran en otras especies. Este es el caso de las aves, que tienen algunos genes sin ningún nivel de similitud con ningún otro que se encuentre en el genoma de los mamíferos. Investigaciones recientes han demostrado que incluso los organismos de especies muy estrechamente relacionadas (del mismo género) pueden tener genes que no se comparten.

La caña de azúcar despertó el interés del grupo por algunas características peculiares. Uno sería los eventos de duplicación del genoma que ocurrieron en el pasado y que resultaron en múltiples copias del mismo gen. Existe evidencia científica de que los genes huérfanos pueden surgir de la copia de un gen preexistente. La copia, con el tiempo, ve modificada su secuencia como resultado de mutaciones hasta el punto de que casi no tiene ningún parecido con el gen que la originó. Também seria possível que os genes órfãos, também chamados de taxonomicamente restritos (taxonomically restricted genes), tenham surgido a partir da reorganização de regiões do genoma que não codificam genes, um fenômeno muito comum em organismos com genomas complexos, como é o caso da cana -de azúcar.

“En el artículo, identificamos genes en el genoma de la caña de azúcar que no son similares a los que se encuentran en otros organismos. Creemos que pueden ser responsables de características específicas o patrones fisiológicos de la especie”, dice Cláudio Benício Cardoso-Silva, quien desarrolló el proyecto durante su posdoctorado en el Centro de Biología Molecular e Ingeniería Genética (CBMEG) de la Unicamp, apoyado por FAPESP.



“Un hecho relevante verificado es que algunos han aumentado o disminuido sus niveles de expresión en plantas de caña de azúcar en respuesta a diferentes tipos de estreses abióticos, principalmente frío”, explica Cardoso-Silva. “Podría ser un indicio de que están siendo regulados por estos estreses”, agrega el científico, quien en su trabajo fue guiado por Anete Pereira de Souza, profesora del Departamento de Biología Vegetal del Instituto de Biología. en la Unicamp.

Con los resultados informados en el artículo, todavía no es posible decir que los genes huérfanos identificados hagan que la planta sea más tolerante al estrés. “Pero el hecho de que estén siendo regulados en condiciones de estrés alerta sobre la posibilidad de que tengan un papel importante en estos procesos”, dice el investigador.

El siguiente paso será comprobar cómo se comportan estos genes en términos de expresión en experimentos con plantas sometidas a diversos estreses y compararlos con los de plantas no sometidas a estreses. Con la confirmación de los mejores genes candidatos, se abre la posibilidad de aplicación biotecnológica, con su inserción en plantas de interés comercial. Esto permitiría, en el futuro, desarrollar variedades de caña de azúcar más tolerantes a diferentes tipos de presiones ambientales. “Ponemos el foco en esta posibilidad para que cualquiera que quiera recuperar los datos del artículo y continuar con la investigación, o que trabaje con transformación o edición de genes, que es otra área de investigación, pueda elegir uno o dos genes como candidatos. y hacer las validaciones”, dice Cardoso-Silva, que sigue trabajando en genómica en la Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF). "Mi investigación actual se centra en un contexto evolutivo, el estudio de la expansión de las familias de genes".

La investigadora pasó un año en la Universidad de British Columbia, en Vancouver, Canadá, con una beca de la FAPESP. “Hoy contamos con CRISPR [una técnica de edición genética], y este trabajo ofrece a quienes trabajan con biotecnología la selección de genes específicos de tolerancia al déficit hídrico, alta salinidad, exceso de frío o calor en un momento en que se busca mayor resiliencia de las plantas cultivadas. , con menos insumos”, comenta Souza.

Fuente: Fapesp

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