Tercer Milenio
En colaboración con ITA
ciencia
Una investigadora aragonesa, en el equipo de Cambridge que ha descubierto cómo producir más alimentos
Sara López-Gomollón estudió Bioquímica en la Universidad de Zaragoza y se marchó hace siete años a trabajar al Reino Unido, donde ha participado en el estudio dirigido por el prestigioso genetista Sir David Baulcombe.
La guerra en Ucrania ha puesto de relieve la importancia de la producción de alimentos en el mundo. El cereal que no llega del país invadido por Rusia amenaza con provocar una crisis alimentaria, que ha comenzado con el aumento de los precios, por la reducción de la producción. En la Universidad de Cambridge, un equipo de científicos en el que participa una bioquímica zaragozana ha descubierto cómo funciona un mecanismo que permite obtener cultivos más productivos, al margen de los transgénicos.
"En tan solo 25 años, no vamos a ser capaces de alimentar a la población mundial, a no ser que haya un aumento drástico de la producción", alerta Sara López-Gomollón, la investigadora aragonesa que participa en el equipo del prestigioso genetista británico Sir David Baulcombe. El grupo de científicos, que se completa con el bioinformático alemán Sebastian Müller, ha partido del estudio de las plantas híbridas que se utilizan desde hace años en la agricultura, como el maíz.
No se trata de transgénicos modificados en un laboratorio, sino del "cruce natural de dos especies diferentes, ya que pueden ser mejores que cualquiera de los 'padres' en características de interés agronómico como puede ser un fruto mas grande o más resistente a enfermedades", explica la bioquímica que estudió en la Universidad de Zaragoza e hizo allí su tesis doctoral, para trasladarse luego a Norwich (Reino Unido). Tras pasar por la Estacion Experimantel de Aula Dei del CSIC, se unió al laboratorio de Baulcombe en Cambridge.
Hay diferentes razones por las que los híbridos son mejores que las plantas de las que proceden, sus padres, "pero no conocemos todas ellas", reconoce la científica, ahora investigadora independiente de la citada universidad.
Nuevo mecanismo por los virus en los tomates
En el estudio se han utilizado tomates, por ser una planta que puede crecer en laboratorio o invernadero, con un ciclo de vida corto y cuya secuenciación del genoma está identificada. El trabajo se ha desarrollado en el departamento de Plantas de la universidad británica. "En mi trabajo hemos identificado un nuevo mecanismo que explica cómo los híbridos tienen esas características de interés", apunta la científica sobre el estudio 'La híbridación entre especies de tomate altera los RNA pequeños de virus endógenos y altera la expresión génica' ('Interspecific hybridization in tomato influences endogenous viral sRNAs and alters gene expression'), publicado recientemente en la revista científica inglesa 'Genome Biology'.
En las conclusiones de estos siete años el equipo incluye que en el ADN (o genoma) de las plantas, hay trozos de virus que tiempo atrás infectaron la planta, que se llaman EPRV (pararetrovirus endógenos). Normalmente estos virus están en un estado latente o durmiente. Cuando la planta sufre estrés, que puede ser por mucho riego, o por calor, envejecimiento o a consecuencia de la hibridación, estos virus se 'activan'. "La planta lo detecta, y como ante cualquier infección por un virus activa su sistema de defensa antivírica, que sería el equivalente a nuestro sistema inmune. La planta lo que hace es cortarlos en trozos pequeños para que el virus no funcione. Estos trozos pequeños se llaman RNA pequeños o 'small RNAs (sRNAs)'", explica López-Gomollón.
El proceso se completa cuando estos sRNAs de virus endógenos se unen a los que ya tiene la planta per se. "Las plantas, y también los animales y nosotros los humanos tenemos sRNAs, porque es uno de los sistemas mas importantes de regulación génica. Esto quiere decir que es un mecanismo para controlar que todo suceda en su momento para que todo funcione bien (por ejemplo, si una semilla nota agua va a empezar a germinar, eso esta controlado por sistemas como sRNAs y otras proteínas, para que ocurra esa respuesta)", detalla.
El trabajo del equipo ha concluido que "al formarse todos estos sRNAs por la activación de los virus, cambia la regulación de la planta. Esto quiere decir que parte de por qué nuestros híbridos son así se debe a los sRNAs producidos por la degradación de los virus endógenos".
La científica señala que se trata de un ejemplo de investigación básica con aplicación directa en la mejora vegetal. A partir de él se pueden buscar distintas alternativas para aumentar la producción de alimentos. "Cuanto mejor conocemos por qué una planta tiene una característica que puede ser de interés, más oportunidades tenemos para manipularla o mejorarla", afirma. En este sentido, apunta que ya que estos virus no solo se activan con hibridación sino también con estrés ambiental "nuestra investigación también tiene aplicación en obtener plantas más resistentes a condiciones extremas, que es de interés debido al cambio climático". Así, podría ayudar a conseguir cultivar en zonas desérticas. Todo ello sin necesidad de recurrir a cultivos transgénicos, modificados en un laboratorio, o mediante ellos.
El departamento del mentor de Darwin
En todo el mundo, "la zona cultivable ya está muy limitada, sin cargarnos el ecosistema, y en las mejoras que puedes obtener utilizando fertilizantes y pesticidas ya hemos alcanzado un techo", añade. "Me gustaría continuar estudiando este mecanismo para aplicarlo no solo en tomates sino en cómo responden otras plantas a este estrés", por ejemplo, en el caso de los plátanos, explica la zaragozana sobre sus proyectos de futuro.
El departamento en el que trabaja tiene una larga historia ya que era el de John Henslowen, profesor de botánica y mentor de Charles Darwin. En el herbario del edificio todavía se guardan muestras que tomó Darwin en su viaje a las Islas Galápagos, tras el que surgiría su teoría de la evolución de las especies.
El estudio ha requerido largos años de trabajo y ha supuesto el seguimiento de varias "generaciones" de híbridos. El profesor Baulcombe es un reconocido genetista británico por su identificación de los RNA pequeños como reguladores de la expresión génica. Entre sus premios y reconocimientos, figura ser Fellow de la Royal Society y fue condecorado caballero por la Reina Isabel II en 2009.
Sebastian Müller se licenció en la Universidad de Jena (Alemania) y se unió al grupo de investigación hace ocho años trabajando como bioinformático. Actualmente trabaja como consultor bioinformático en su empresa Alva Genomics.
