Lunes en la Ciencia, 18 de diciembre del 2000

Al descubierto, el mapa genético de Arabidopsis thaliana

Genoma vegetal completo

Jalil Saab

El 2000 d.C. será conocido en los anales de la ciencia como el "año de los genomas". Grandes titulares periodísticos se dedicaron para informar la culminación del Proyecto del Genoma Humano, cuyo objetivo fue tener un mapa completo de la cadena de ADN que nos define biológicamente como seres humanos. El otro gran suceso trascendental, que seguramente no tendrá tan amplia difusión, es que se ha logrado descifrar, por vez primera, la secuencia genómica completa de una planta: la humilde hierba conocida científicamente como Arabidopsis thaliana (At). Tras cinco años de esfuerzo colectivo por parte de los científicos que formaron el Arabiopsis Genome Initiative (AGI), en la revista Nature del 14 de diciembre se informó al mundo del gran acontecimiento.

La Arabidopsis es un vegetal emparentado con la col, la coliflor y la canola, que crece silvestre y abundantemente en jardines y caminos de Europa, desde el círculo ártico hasta latitudes tropicales. Su reducido tamaño, su rápido ciclo de vida, su versatilidad de adaptación a diversos ambientes y su relativa sencillez genética, hicieron de esta planta un modelo idóneo para el estudio del desarrollo, fisiología, bioquímica y la interacción planta-patógeno. Análogamente, la At es el modelo vegetal, como para las levaduras ha sido S. cerevisiae, para las bacterias E. coli, para los nematodos el gusano C. elegans, o para los insectos la mosca de la fruta o Drosophila melanogaster. En efecto, Arabidopsis thaliana, a pesar de ser una simple hierba, presenta aspectos de una especie más evolucionada que un liquen, un helecho o una conífera, ya que produce flores, frutos y semillas.

En el genoma de la At se encontraron 116 millones de pares de bases y se codificaron cerca de 26 mil genes. Es curioso considerar que una simple hierba tenga casi el doble de genes que la mosca de la fruta (15 mil, aproximadamente) y que de ellos 11 mil sean compartidos con gusanos e insectos, aunque parece ser que las plantas tienen más familias de proteínas.

Contando con el genoma completo de una planta, en el cual se identificaron muchos genes novedosos, los científicos están en condiciones de entender a detalle los procesos metabólicos exclusivos de las plantas, cómo interactúan con su medio ambiente y cómo se las arreglan para enfrentar plagas y enfermedades. Además, muchos de los genes contenidos en Arabidopsis están íntimamente relacionados con genes de otros organismos y, sorprendentemente, gran cantidad de procesos biológicos están presentes tanto en el reino vegetal como en el animal. Comparando los genes y sus funciones, a través de especies, e inclusive reinos, será posible acumular información acerca de las actividades biológicas básicas. Yendo más allá del puro conocimiento científico, la secuencia genómica de la At podrá ser utilizada para identificar genes que controlan características de valor agronómico y que, eventualmente, podrían ser transferidas a cultivos comerciales mediante técnicas de modificación genéticas. Con ello se podrá tener cultivos más resistentes a sequías y a variaciones drásticas de temperatura, a plagas y enfermedades, a salinidad y contaminación de suelos, a optimizar crecimiento y calidad nutricional, a conservar y propagar especies en vías de extinción, etcétera.

La importancia de este descubrimiento tiene tanta trascendencia como la del mismo genoma humano. Para cualquiera es fácil entender las repercusiones que sobre los ámbitos médicos, económicos y sociales tiene el conocimiento del genoma humano. Pero, alejándonos de nuestro antropocentrismo, la comprensión del genoma de una planta tiene un panorama y una incidencia mucho más amplios. Las plantas son clave y elemento fundamental de los componentes de la biosfera, responsables de la reducción del bióxido de carbono y la generación de oxígeno atmosféricos, proveen extensos y diversos hábitats para muchos organismos, producen nutrientes y medicamentos para animales y personas, y son, a diferencia de los anteriores, totalmente autosuficientes al convertir al mundo mineral en materia orgánica. Las plantas no necesitan de nosotros, pero nosotros sí dependemos de ellas.

El autor es jefe de la Unidad de Docencia del Instituto de Biotecnología de la UNAM

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