Para qué sirve secuenciar un genoma
La secuencia de genomas completos de especies vegetales o animales permiten buscar particularidades desde vacas sin cuernos hasta fresas con un aroma más apetecible
La diferencia entre Cristiano Ronaldo y un ser humano común es, desde el punto de vista genético, mínima. Incluso entre un chimpancé y un humano, el genoma compartido es casi todo. Sin embargo, pequeñas diferencias son las que dan lugar al abismo enorme entre nosotros y los simios africanos, y aún menores las que nos separan de una estrella del deporte, aunque la cuenta corriente diga otra cosa. Por ahora, que se sepa, no se provocan cruces entre atletas de élite para lograr nuevos hitos olímpicos, pero la reproducción entre especies mejoradas está en la base de nuestra civilización. Desde hace menos de dos décadas, la posibilidad de conocer el secuencia completo de especies con interés económico está acelerando ese proceso de mejora.
A mediados de agosto se publicó la secuencia completa del genoma del trigo, un cereal que proporciona a los humanos una de cada cinco calorías que consumen, y hace una semana se anunció la de la adormidera, una planta esencial para producir fármacos contra los dolores más insoportables. Con informaciones como la que obtienen estos proyectos, científicos de todo el mundo tratan de desentrañar los secretos de los mecanismos biológicos de plantas y animales para reforzar los rasgos que resultan más interesantes o atenuar los indeseados. La tarea pocas veces es tan simple como identificar un gen responsable de una característica para potenciarla o apagarla.
Destruir la inteligencia es fácil, sin embargo, mejorarla es muy complicado, porque va a requerir que se modifiquen muchísimos genes a la vez
Cuando se publicó la secuencia del trigo, se habló de la posibilidad de mejorar su resistencia a la sequía o incrementar la productividad de estas semillas, pero lograrlo no solo consiste en encontrar dentro del genoma el interruptor que genera esas características. “Si comparas estos rasgos con la inteligencia humana, en nuestro caso, hay muchos genes clave que si se tocan nos pueden dar problemas. Destruir la inteligencia es fácil, sin embargo, mejorarla es muy complicado, porque va a requerir que se modifiquen muchísimos genes a la vez”, explica Pere Puigdomenech, investigador del CSIC en el Centre for Research in Agricultural Genomics de Barcelona.
Por ese motivo, el conocimiento de genomas completos de plantas tan útiles como el arroz o de animales como la vaca, no ilumina un número determinado de teclas que pulsar. “Lo que obtenemos son las probabilidades de que una mutación esté asociada a un determinado carácter. Con la información del genoma tienes unos datos que procesas y con eso obtienes un mapa estadístico que te dice qué animal puede ser mejor que otro en lo que se refiere a unos rasgos, pero es una cuestión de probabilidades”, asegura Miguel Pérez Enciso, profesor ICREA en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB). “Hay una confusión en la opinión pública respecto a lo que se modifica, que no son genes concretos sino sus frecuencias”, remacha.
Para conseguir los rasgos deseados a partir de la información que proporcionan los genomas completos, es necesario un sistema que permita gestionar grandes cantidades de datos. “El carácter más importante para los agricultores es el rendimiento y eso depende de colecciones de genes y la resistencia a la sequía o el aroma también suelen ser rasgos multigénicos”, apunta Puigdomenech.
El investigador del CSIC también menciona una diferencia a la hora de obtener mejores rendimientos de unas plantas o de otras. En su centro hay importantes esfuerzos para mejorar el aroma de una especie con gran valor comercial como la fresa. “La fresa tiene un genoma muy complejo y mejorarlo requiere tocar al mismo tiempo una colección de genes de ese genoma complejo”, añade Puigdomenech. “Hay especies en las que invertir dinero es muy rentable, como el maíz, porque gran parte del maíz que se cultiva es híbrido y los agricultores tienen que comprar la semilla cada vez. Y les compensa porque tienen una cosecha con garantías”, continúa. “Sin embargo, hay especies como el trigo en las que el agricultor se puede hacer la semilla él mismo, el genoma es muy complejo y todo eso hace que no haya tanta gente que invierta”, explica.
Hay especies en las que invertir dinero es rentable, como el maíz, porque gran parte del que se cultiva es híbrido y los agricultores tienen que comprar la semilla cada vez
Un animal que también resulta interesante desde el punto de vista económico es la vaca frisona con la que se busca un incremento de la eficiencia en la producción de leche. “Nosotros no utilizamos la secuencia completa del genoma de la vaca en las evaluaciones rutinarias, pero esas secuencias nos sirve se utilizan previamente para encontrar las zonas donde hay mucha variabilidad entre unos animales y otros. Después, una vez identificadas esas zonas, con métodos chips de genotipado específicos y más baratos, podemos detectar dónde se pueden encontrar diferencias de producción o buscar algunas mutaciones relacionadas con enfermedades recesivas que nos indica que una vaca va a tener un 25% de probabilidad de sufrir un aborto al tercer mes de gestación si se acopla con un toro portador del mismo alelo, por ejemplo”, explica José Antonio Jiménez Montero, jefe del departamento técnico de la Confederación de Asociaciones de Frisona Española (CONAFE).
En el genoma también pueden encontrar información con la que manipular otras variables del animal con interés para la ganadería. Que a los animales les crezcan cuernos o no puede hacer que tengan menos riesgo de herirse entre ellos, la morfología de la ubre y que los pezones estén bien colocados también puede facilitar la extracción de leche e incluso la forma de las patas, para que aguanten bien el peso, son rasgos que se seleccionan con la información que ofrece la genómica. “En total, ahora mismo evaluamos 27 caracteres distintos de forma estadística y damos información sobre 18 mutaciones de interés a los ganaderos que piden la prueba genómica”, señala Jiménez Montero. Con esa información, se seleccionarán los animales que tengan la mejor combinación de genes para que sean quienes se reproduzcan.
Con la secuencia completa del genoma del trigo, ya se tiene la información genética de los vegetales que alimentan a la mayor parte del planeta y lo mismo sucede con los animales de interés para los humanos. En las cantidades ingentes de información que contienen hay descubrimientos para décadas.
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