Los genes del tomate podrían ayudar a la creación de nuevos medicamentos

Una nueva investigación del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL), de Estados Unidos, proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de que la respuesta a los diferentes tipos de ramas de tomates reside en las llamadas mutaciones crípticas. Los hallazgos, publicados en Nature, tienen implicaciones para la agricultura y la medicina, ya que podrían ayudar a los científicos a perfeccionar las técnicas de fitomejoramiento y la terapéutica clínica. Esto podría traducirse en la creación de nuevos medicamentos.

Las mutaciones crípticas son diferencias en el ADN que no afectan a los rasgos físicos a menos que se produzcan simultáneamente otros cambios genéticos. Zachary Lippman, profesor del CSHL e investigador del HHMI, ha estado investigando los efectos de las mutaciones crípticas en los rasgos de las plantas junto con el profesor asociado del CSHL David McCandlish y el profesor del Instituto Weizmann Yuval Eshed.

Su último estudio revela cómo las interacciones entre mutaciones crípticas pueden aumentar o disminuir el número de ramas reproductivas en las plantas de tomate. Dichos cambios resultan en un mayor o menor número de frutos, semillas y flores. Las interacciones en cuestión involucran genes conocidos como parálogos. "Los parálogos surgen a lo largo de la evolución mediante la duplicación génica y son características principales de las redes genéticas", explica Lippman. "Sabemos que los parálogos pueden amortiguarse entre sí para evitar que las mutaciones genéticas afecten los rasgos. En este estudio, descubrimos que la acumulación de mutaciones crípticas, tanto naturales como artificiales, en dos pares de parálogos puede afectar la ramificación del tomate de múltiples maneras".

Un componente crucial del proyecto fue el pangenoma que Lippman y sus colaboradores completaron para plantas Solanum de todo el mundo, incluyendo especies de tomate cultivadas y silvestres. Mientras que los genomas suelen abarcar una sola especie, los pangenomas capturan secuencias de ADN y rasgos de muchas especies. El pangenoma dirigió al laboratorio de Lippman hacia mutaciones crípticas naturales en genes clave que controlan la ramificación.

La investigadora posdoctoral del laboratorio de Lippman, Sophia Zebell, diseñó posteriormente otras mutaciones crípticas mediante CRISPR. Esto permitió al laboratorio de Lippman contar las ramas en más de 35 000 racimos florales en 216 plantas de tomate. A partir de ahí, el investigador posdoctoral del laboratorio de McCandlish, Carlos Martí-Gómez, utilizó modelos informáticos para predecir cómo las interacciones entre combinaciones específicas de mutaciones en las plantas modificarían el número de ramas.

"Ahora podemos diseñar mutaciones crípticas en tomates y otros cultivos para modificar características agrícolas importantes, como el rendimiento", asegura Lippman. Además, el tipo de modelado realizado aquí podría tener muchas otras aplicaciones. McCandlish concluye: "Al realizar mutaciones o usar un fármaco que imita los efectos de una mutación, a menudo se observan efectos secundarios. Al poder mapearlos, se puede elegir la forma de controlar el rasgo de interés que tenga los menores efectos secundarios indeseables".

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