NATURE

Logran descifrar el tortuoso genoma de la cebada

Esto permitirá mejorar la planta de la que se extrae el whisky, la cerveza y el pienso para animales

G.L.S.
MADRIDActualizado:

Hay un grupo de plantas, llamado Triticeae, que es absolutamente indispensable para el ser humano. Dentro de ellas está el trigo, la cebada o el centeno; estos son, ni más ni menos, que los cereales con los que se elabora el pan, la pasta o la deliciosa cerveza. Dado que son tan importantes, los científicos están muy interesados en secuenciar sus genomas (o sea, en leer las secuencias de todos sus genes), con la finalidad de desarrollar más adelante variedades que crezcan más rápido, que resistan mejor las enfermedades o bien que sean más nutritivas.

Sin embargo, lograrlo no es tan fácil, porque el grupo de las plantas Triticeae se caracteriza por tener unos genomas largos y complicados. A pesar de todo, los investigadores han anunciado este miércoles que han logrado, por primera vez, secuenciar con gran detalle los genes de uno de ellos: la cebada (Hordeum vulgare), y construir el genoma de planta más completo hasta el momento. Los avances han sido publicados en Nature.

Se espera que este trabajo acelere la investigación de los cereales y que permita modificarlos más fácilmente para mejorar sus cualidades. Más adelante, se podría usar este mapa de los genes para usar las potentes técnicas de edición del ADN, en concreto CRISPR, con ellos.

Si hasta ahora no se había podido hacer esto, es en gran parte porque el 80 por ciento de las secuencias de esta planta están constituidas por regiones repetidas y llenas de ciertas «peculiaridades genéticas» que hacen difícil hacerlo.

Pero en esta ocasión, un equipo de investigadores dirigido por Martin Mascher, investigador en el Instituto Leibniz de Genética de Plantas e Investigación de Cultivos (Alemania), usó una estrategia distinta para leer el ADN de la cebada. En primer lugar, fragmentaron el material genético de la cebada y lo reconstruyeron después poco a poco. A diferencia de lo que se había hecho hasta ahora, en esta ocasión usaron una técnica muy sofisticada para analizar las estructuras tridimensionales de los cromosomas. Esto les ayudó a poder reconstruir el orden de las pequeñas secuencias y poder ordenar el conjunto.

39.000 genes

Esto les permitió reconstruir casi todo el genoma de la cebada. En concreto 4.790 millones de bases nitrogenadas de las 5.100 que mide (la información del ADN se almacena en secuencias de bases nitrogenadas, que son moléculas que hacen las veces de letras en un código). Además, los fragmentos que usaron para reconstruir el total fueron 1.000 veces más largos que los que se habían usado hasta ahora, lo que aumenta la calidad de estos resultados.

Esto les permitió colocar en el mapa a un total de 39.000 genes, que además se organizaron en siete grupos, emulando la colocación en siete cromosomas del genoma de la cebada. Sin embargo, todos estos genes en realidad no son más que el 1,4 por ciento de todo el genoma: la gran mayoría del ADN está formada por secuencias que se repiten y que se mueven de un sitio a otro (son los llamados transposones).

En total, los científicos secuenciaron los genes de 96 variedades europeas de cebada. Esto les permitió evaluar su diversidad genética e identificar las zonas más expuestas a la selección humana: estas son precisamente aquellas de las que dependen las cualidades que los agricultores escogen de la cebada (como por ejemplo la producción de malta).

Modificación mucho más eficaz

Gracias a esto, esta investigación facilitará que se hagan cruces más eficaces, con la finalidad de fijar variedades de genes deseables y rechazar las que no interesan. Tal como han escrito Beat Keller y Simon G. Krattinger, investigadores en la Universidad de Zúrich (Suiza), en un comentario publicado en Nature, «este genoma cambia el panorama en la genética de la cebada y de sus cruces».

Además, creen que este trabajo «proporcionará información fundamental para los "criadores", que ahora podrán rediseñar sus estrategias». ¿Por qué? Porque ahora será más fácil identificar qué genes se deben cambiar para mejorar la cebada.

Además, Keller y Krattinger han explicado que este estudio acelerará la investigación en cereales, en general. Y, más adelante, permitirá usar las más modernas técnicas de edición de ADN, como CRISPR, para eliminar, incorporar o modificar genes a voluntad y conseguir los cambios deseados de una forma rápida y barata, como puede ser aumentar su resistencia a enfermedades o a la sequía.

La cebada fue domesticada hace unos 10.000 años y fue, desde el principio, una fuente de alimento clave en Oriente Próximo. Actualmente, su principal uso es fabricar cerveza, whisky y pienso para animales, y es uno de los cereales más importantes en las regiones templadas del planeta.