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Genoma del arroz

El consorcio público internacional IRGSP desvela el genoma completo del arroz

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El consorcio público internacional IRGSP (International Rice Genome Sequencing Project), en el que se integran investigadores de 10 países, ha dado a conocer hoy la secuencia completa del genoma del arroz, el alimento básico para un tercio de la humanidad. La secuencia publicada, más precisa y detallada que la anunciada el pasado abril desde el sector privado, puede ser clave no sólo para abordar mejoras en el arroz, sino también para conocer las características genéticas de otras especies vegetales de interés alimentario.

El genoma del arroz ya es, formalmente, el segundo en la historia de la investigación en biología vegetal que ha sido completamente secuenciado tras el de la planta modelo "Arabidopsis thaliana". Pero es el primero de cuya carga genética se espera extraer la base científica necesaria para impulsar el conocimiento de las claves fisiológicas que explican el crecimiento y desarrollo de un alimento fundamental para la supervivencia de 800 millones de personas, además de establecer líneas maestras sólidas para investigar en nuevas variedades más resistentes a condiciones climatológicas adversas o con mayor productividad.

La secuenciación completa del genoma del arroz ha sido posible gracias a la participación de centenares de investigadores de 10 países, con Japón (que ha aportado el 55% de la secuencia), China (10%) y Estados Unidos (18%) a la cabeza. Francia, India, Taiwán, Corea del Sur, Brasil, Tailandia y el Reino Unido, completan la lista de participantes en el IRGSP, un consorcio puesto en marcha en 1998 y que, en apenas cuatro años, seis menos de lo previsto, ha logrado un objetivo comparable por su complejidad a la secuenciación del genoma humano.

La secuencia establece que el genoma del arroz contiene 400 millones de pares de bases químicas (los componentes fundamentales del ADN) y entre 40.000 y 60.000 genes, cifra que podría doblar al número de genes contenido en el genoma humano (entre 30.000 y 40.000, según diversas estimaciones). El grado de confianza o de "cobertura" de la secuencia es, en términos científicos, de "10x" (10 lecturas completas del genoma), nivel que limita la presencia de errores a menos de uno por cada 10.000 bases químicas.

Público contra privado

El genoma del arroz se ha definido también como el del primer alimento vegetal modelo

Como ya ocurriera con el genoma humano, en el caso del arroz se ha dado una carrera espectacular entre investigadores de los sectores público y privado para lograr descodificar su código genético. Si en el humano fue la empresa Celera, dirigida por aquel entonces por Craig Venter, la que lideró al sector privado, mientras que en el público se integraban investigadores de prácticamente todo el mundo, en el del arroz ha pasado prácticamente lo mismo. Syngenta, en colaboración con investigadores del Instituto de Genómica de Pequín, han impulsado un primer borrador que se publicó en la revista "Science" el pasado mes de abril. El consorcio público IRSGP, en el que participan empresas del sector como Monsanto, anunció la disponibilidad de su base de datos "para finales de año", como finalmente así ha sido.

Pero no acaban aquí las coincidencias. El sector privado ha utilizado para la secuenciación del genoma del arroz el mismo método que utilizó Venter para el humano, el denominado shotgun, consistente en 'romper' la cadena de ADN en miles de pedazos para reconocer con mayor facilidad las 'letras' de cada fragmento, para ensamblar posteriormente mediante robots informáticos cada uno de ellos. Por el contrario, el IRSGP ha empleado un método similar al del consorcio público del genoma humano. Según distintos expertos consultados, el primer método, aunque mucho más rápido, presenta un índice de errores más elevado. Asimismo, su nivel de cobertura es menor, por lo que la asignación de 'letras genéticas' a genes o a grupos de secuencia reales es también menor.

Las coincidencias se extienden también a la accesibilidad de los datos obtenidos. Desde el sector privado, la posibilidad de consulta ha quedado restringida, tras múltiples presiones, a grupos de investigadores concretos que acceden a las bases de datos mediante la firma de convenios económicos. En el público, en cambio, las bases de datos están disponibles online desde el primer momento a científicos de todo el mundo, incluidas las de la compañía Monsanto que ha aportado entre el 25% y el 30% de los genes secuenciados, así como información de un primer borrador obtenido por esta compañía en 2000. En la actualidad, ambos sectores han iniciado un proceso de acercamiento para compartir y difundir conjuntamente sus informaciones respectivas.

Secuencia estratégica

La secuencia del genoma del arroz está considerada estratégica no sólo por el conocimiento científico que genera, sino también por las enormes repercusiones económicas que implica. No en vano, se calcula que un tercio de la humanidad se alimenta diariamente con las distintas variedades existentes y que al menos 800 millones de personas subsisten gracias a él, especialmente en países del continente asiático.

Pero es que, además, el genoma del arroz se ha definido también como el del primer alimento vegetal modelo. Su conocimiento podría aclarar similitudes y diferencias respecto de las funciones de genes de multitud de cereales empleados como alimento o como base para su elaboración. Este es el caso del maíz, trigo, cebada, sorgo o mijo, además de la caña de azúcar.

Del mismo modo, el conocimiento del código genético permitirá abrir la puerta para establecer los genes que regulan no sólo la expresión de proteínas de interés alimentario, sino también aquellos que participan del crecimiento, desarrollo y adaptación del vegetal a distintas condiciones ambientales. Por ejemplo, el nivel de tolerancia a sales, uno de los principales factores limitantes en los deltas donde se cultiva el arroz; las necesidades hídricas de la planta, la resistencia a enfermedades o a plagas vegetales o la fijación del nitrógeno, fundamental para reducir la presencia de abonos químicos.

Todas estas opciones deberían permitir la obtención de vegetales mejorados genéticamente para incrementar su resistencia a condiciones adversas o incrementar su productividad con el menor coste ambiental posible. De la misma manera, abre la posibilidad de introducir con mayor eficacia genes de interés sanitario como en el caso del arroz dorado, variedad transgénica ideada para combatir déficits en el aporte de provitamina A en países del sudeste asiático, así como de otras variedades actualmente en estudio que pretenden aumentar el aporte de minerales esenciales como el hierro.

ESPAÑA TAMPOCO PARTICIPA

Pese a que España es uno de los principales productores de arroz en el continente europeo, su participación en la secuencia del genoma del arroz ha sido nula. Hace unos años, desde el IRSGP se lanzó la propuesta al gobierno español que declinó su participación en el proyecto internacional a pesar de que reconocía su valor estratégico. Los representantes políticos de la ciencia española adujeron que la participación española en la secuenciación de alguno de los 12 cromosomas del arroz supondría destinar todo el presupuesto asignado al área de genómica en España, unos 2.000 millones de pesetas. Esta cantidad, pese a ser prometida tras la secuenciación del genoma humano en forma de acción especial, todavía no se ha concretado.

La ausencia de España en la investigación del genoma del arroz es comparable a su nula participación en la del genoma humano. La ciencia española perdió entonces la oportunidad de engancharse al tren científico internacional pese a disponer de una generación de investigadores reconocida internacionalmente sobre todo en el ámbito biomédico. Ern el ámbito vegetal, aunque el número de investigadores es inferior, existe suficiente nivel y capacidad tecnológica como para haber participado del proyecto como ya se hiciera con la secuenciación de la planta modelo, Arabidopsis thaliana, en la que dos grupos (uno de Valencia y otro de Barcelona) aportaron secuencias genéticas al cómputo global.

La ausencia española, según distintos expertos, se traducirá en la falta de acceso a información básica para investigación y en el pago de royalties tanto en el uso de la tecnología generada como para la obtención de conocimiento. Es lo que, en términos científicos, se conoce como dependencia tecnológica.

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