7/1/10

La investigación revela un rápido índice de mutación en los genomas de las plantas

Una nueva investigación publicada en la revista Science describe cómo un equipo de investigación estudió toda la secuencia del genoma de una planta de más de 30 generaciones para entender la velocidad a la que ocurrían las mutaciones genéticas en las plantas. Las averiguaciones arrojaron luz sobre cómo las plantas se hacen resistentes a los herbicidas y podrían ayudar en los esfuerzos por desarrollar plantas resistentes a la sequía, por ejemplo.

La investigación formaba parte del proyecto ARELATIVES («Aprovechar las secuencias del genoma de dos parientes de la Arabidopsis para la genómica evolutiva y ecológica»), que se financia con la friolera de 2,2 millones de euros mediante el plan ERA-NET Plant Genomics (ERA-PG) financiado por la UE. ERA-PG aúna los organismos de financiación de investigación nacionales de 17 países y cuenta con el apoyo del Sexto Programa Marco (FP6).

«Aunque se entienden bastante bien los efectos a largo plazo de las mutaciones del genoma, no sabemos con qué frecuencia surgen nuevas mutaciones en primer lugar», afirmó el Dr. Detlef Weigel, un director del Instituto para la biología del desarrollo Max Planck en Alemania, que lideró la investigación junto con colegas de la Universidad de Indiana en EE.UU.

La comparación de los genomas de especies de plantas y animales actualmente es una práctica científica común, pero el equipo de investigación dio otra vuelta de tuerca al estudiar todos los cambios genéticos en cinco variedades de la planta de florecimiento Arabidopsis thaliana (comúnmente conocida como AT) en más de 30 generaciones. Su objetivo era identificar las diferencias entre el genoma de la generación final y el de la primera generación.

Se averiguó que durante varios años 20 bloques para la formación del ADN (también llamados pares de bases) habían mutado en cada una de las 5 variedades de Arabidopsis. «Así, la probabilidad de que cualquier letra del genoma cambie en una sola generación es de 1 entre 140 millones», explicó el profesor Michael Lynch de la Universidad de Indiana.

Esto significa, en efecto, que cada plántula de Arabidopsis tiene de media una nueva mutación en cada una de las dos nuevas copias del genoma que hereda de sus padres. Hallar estas diminutas alteraciones supuso un extraordinario y laborioso trabajo para el equipo, que tuvo que comprobar cada letra en cada genoma 30 veces. El Dr. Weigel afirmó, «Descubrir dónde había cambiado el genoma sólo era posible gracias a nuevos métodos que nos permitieron explorar todo el genoma con gran precisión y en muy poco tiempo».

La investigación puso de relieve al equipo lo cambiantes que son los genomas. Aunque el número de mutaciones en las plantas Arabidopsis parecía pequeño (en un grupo de 60 millones de plantas Arabidopsis, cada letra de los genomas cambia una vez de media), al considerar que la planta produce miles de semillas en una generación, la velocidad de las mutaciones parece considerable.

Los resultados de la investigación ahora permiten a los científicos calcular mejor cuándo se dividen las distintas especies. Por ejemplo, A. thaliana y su pariente más cercano, Arabidopsis lyrata, tienen numerosos rasgos distintos, como la esperanza de vida y el tipo de flores que producen. La investigación anterior había sugerido que las especies se dividieron hace 5 millones de años, pero la nueva investigación muestra que probablemente sucedió hace 20 millones de años.

Los resultados de la investigación tendrán numerosos beneficios positivos, como comprender mejor por qué y cómo las plantas se hacen resistentes a los herbicidas y cómo los cultivadores de plantas pueden encontrar mutaciones del genoma para aumentar el rendimiento de la cosecha o para hacer que las plantas sean más resistentes a la sequía.

El equipo sugiere que la mutación del genoma en humanos es al menos tan rápida como en las plantas. El profesor Lynch afirmó, «Si se aplican nuestros hallazgos a los humanos, cada uno de nosotros tendrá del orden de 60 nuevas mutaciones que no se encontraban en nuestros padres. Con más de 6.000 millones de personas en nuestro planeta, esto implica que de media cada letra del genoma humano se altera en decenas de paisanos. Todo lo que es genéticamente posible se está probando en un periodo muy corto». (CORDIS)

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