Descifran el genoma completo de uno de los cereales más cultivados del mundo y hallan que tiene más genes que el de Homo sapiens

La planta del maíz (Zea mays) ha sido domesticada por el hombre durante los últimos 10.000 años. Durante ese tiempo se ha convertido, junto con el arroz y el mijo, en uno de los tres cereales más cultivados del mundo, tanto para la alimentación humana como para la fabricación de piensos para animales o de biocombustibles.

El aumento de este cultivo está ligado al desarrollo de variedades mejor adaptadas a las necesidades de cada lugar. Sin embargo, aún no se conocía la secuencia completa de su genoma. Ahora, un equipo científico internacional ha descifrado la totalidad de su ADN, lo que podrá tener importantes consecuencias en el desarrollo futuro de variedades resistentes a condiciones ambientales extremas como las altas temperaturas o la sequía.

Los resultados de esta investigación, que han sido publicados este viernes en la revista Science, muestran una de las secuencias de ADN más complejas de cuantas se han descifrado hasta la fecha. Según los propios investigadores, se trata de un batiburrillo de 32.000 genes insertados en 10 cromosomas, lo que contrasta con los cerca de 20.000 genes humanos ordenados en 23 cromosomas. Además, la longitud del genoma completo es muy parecida a la del humano con 2.300 millones de unidades básicas (nucleótidos), mientras que el humano tiene unas 2.900.

En 2008, ya se publicó un adelanto de este trabajo realizado por los mismos investigadores y con la misma variedad llamada B73. En aquella ocasión se estimaba que la planta tenía alrededor de 50.000 genes. Sin embargo, cuando los científicos procedieron a ordenar los miles de segmentos analizados para formar la secuencia completa dentro de los 10 cromosomas se encontraron que estaba formado por una compleja mezcla de secuencias repetidas múltiples veces y que el número total de genes era menor de lo esperado: 32.000.

«Secuenciar el genoma del maíz ha sido como conducir kilómetros y kilómetros por una carretera desolada con la presencia muy esporádica de señales de tráfico», asegura Sandra Clifton, una de las investigadoras del trabajo perteneciente a la Universidad de Washington. «Además, teníamos un mapa muy rudimentario para guiarnos que, debido al gran número de repeticiones del genoma, hacía que algunas de esas señales estuviesen equivocadas».
Un laberinto de repeticiones

La complejidad de la secuencia de esta planta se debe a que el 85 % de su ADN está formado por secuencias repetidas. En la mayoría de los organismos existen unas secuencias llamadas transposones que son capaces de saltar de un lugar a otro del genoma. El problema es que en ocasiones saltan llevándose consigo parte del ADN que los rodea, lo que genera mutaciones y complica en gran medida la secuenciación del ADN. De hecho, fue precisamente el maíz el organismo que sirvió a la investigadora Barbara McClintock para describir los transposones por primera vez y para ganar con ello el Premio Nobel de Fisiología en 1983. En el ser humano estas secuencias repetidas forman alrededor del 40 %, la mitad que en el cereal.

«El genoma del maíz es un verdadero laberinto», asegura David Schwartz, otro de los autores perteneciente a la Universidad de Wisconsin-Madison. «Está lleno de confusas repeticiones y callejones sin salida que han vuelto locos a los investigadores durante años».

La investigación concluye que los resultados —que están disponibles libremente en la web www.maizegenome.org— servirán para mejorar el conocimiento de la domesticación y de las posibles mejoras agrícolas del maíz. «Las compañías de semillas y los genetistas que trabajan con maíz pueden consultar estos datos para encontrar sus genes favoritos», dice Richard K. Wilson, director del Centro de Genomas de la Universidad de Washington y líder del equipo científico que ha llevado a cabo el trabajo. «Ahora sabemos exactamente dónde están los genes que buscamos, lo que hará más fácil cruzar las variedades de maíz que más producen o que son más tolerantes al calor extremo o a la sequía».

Sin embargo, entorno a las compañías de semillas existe un sector muy crítico con su trabajo. «Sabemos que este trabajo no tiene nada que ver con los transgénicos y Greenpeace no se opone a la biotecnología», dice Juan Felipe Carrasco, responsable de transgénicos de Greenpeace. «Esperamos que el conocimiento de genoma ayude a desarrollar técnicas de mejora vegetal tradicional y no al de otras peligrosas como la transgenia que promueven un modelo de agricultura controlado por las compañías». Este cultivo tiene un papel clave de cara a afrontar la alimentación de una población mundial creciente. Cada año se producen en el mundo alrededor de 700.000 toneladas de maíz y sus cultivos ocupan una superficie de cerca de dos millones de kilómetros cuadrados, equivalente a cuatro veces la superficie de España.

«Existe una necesidad acuciante de descubrir genes que sirvan para mejorar la producción vegetal, no sólo para asegurar los alimentos de las generaciones venideras, sino también para desarrollar una agricultura más sostenible y respetuosa con el medio ambiente», explica Luis Gómez, subdirector de investigación de la Escuela de Ingenieros de Montes de Madrid.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti