Artículo realizado por Mario Gutiérrez, como parte de la evaluación de la asignatura de comunicación científica, perteneciente al máster de biotecnología molecular y celular de plantas.
Es fácil imaginarse al gañan de turno (mondadientes en boca) recitando esta manida premisa en cualquier tasca casposa de nuestra geografía, rodeado de cabezas de toro disecado y bufandas del equipo local pero, ¿qué opinan ellas? Cómo no, hablo de las plantas. ¿Realmente es tan importante el grosor?
El crecimiento secundario, responsable del engrosamiento de tallos y raíces, es un proceso central en el desarrollo de las plantas. Desde un punto de vista biológico, es de gran importancia porque proporciona el soporte mecánico y la estabilidad que las plantas necesitan para mantener el peso de la parte aérea. Por otra parte, desde un punto de vista productivo, el crecimiento secundario es una fuente directa de biomasa (madera) de gran utilidad en un contexto de seguridad alimentaria y energética que figura como uno de los grandes desafíos de la humanidad. Respondamos, por tanto, a la pregunta inicial: el grosor sí que es importante.
Pero vayamos al protagonista, ¿quién es el responsable de este fenómeno de engrosamiento? Este crecimiento está regulado por un grupo especializado de células madre (meristemo) denominado cambium. Estas células madre son las encargadas de originar el tejido vascular, xilema (transporte savia bruta de la raíz a parte aérea) y floema (transporte producto fotosíntesis de parte aérea a raíz), expandiendo a lo ancho la planta. La formación de xilema se produce desde el cambium hacia el interior de la planta, provocando la expansión de esta, mientras que el floema al contrario.
Actualmente, mientras que existe bastante información sobre cómo se regula este proceso a nivel hormonal, su regulación genética sigue siendo una gran desconocida. Es aquí donde entra en juego un concepto clave que permitirá arrojar algo de luz en la investigación futura relativa al crecimiento secundario: la variación natural.
¿Qué tienen en común un melocotón, un paraguayo y una nectarina? Aparte de ser un alimento idóneo para combatir el calorcete propio de estos meses de verano (maná en este infierno de altas temperaturas), las tres variedades proceden de exactamente la misma especie, Prunus persica. Se trata, por tanto, de variedades surgidas de la propia variación natural dentro de la especie. Comparten idéntica información genética, con pequeñas diferencias responsables de la variedad organoléptica que nosotros, como consumidores, apreciamos. Es lo mismo que sucede con otras especies como el tomate, y el gran surtido de variedades del que se dispone.
Es esta variedad dentro de la misma especie la que trataremos de aprovechar para lograr identificar nuevos reguladores genéticos del cambium, utilizando para ello Arabidopsis thaliana, una brasicácea ampliamente utilizada en el ámbito de la investigación. El fundamento es sencillo, se trata de relacionar fenotipo (características visibles, grosor tallo) con genotipo (conjunto de genes). Si recordamos, el fenotipo es igual al genotipo y la influencia del ambiente sobre el individuo (fenotipo = genotipo + ambiente), por lo que es imprescindible eliminar, en la medida de lo posible, el ambiente de la ecuación. Para ello se crecen todas las accesiones, nombre que reciben las distintas variedades naturales dentro de una especie, en igualdad de condiciones: misma temperatura, exposición a la luz y sustrato. Una vez se dispone de todas las accesiones que vayamos a utilizar en igualdad de condiciones, se realiza un fenotipado en base al crecimiento secundario. Esto es, se clasifican y ordenan en base al grosor del tallo que muestren. Finalmente, se realiza a todas las accesiones un análisis del nivel de expresión génica, es decir, se identifican qué genes se están expresando y en qué grado.
Es la relación entre el fenotipado y el análisis de la expresión génica lo que nos indicará qué genes podrían estar relacionados con el crecimiento secundario, y por tanto serían potenciales reguladores del cambium. Si observamos una alta expresión de un gen en accesiones con mayor grosor de tallo, éste sería un candidato a estudiar y caracterizar. Lo mismo sucedería al revés, genes que se expresen poco en accesiones con gran crecimiento secundario.
Una vez seleccionada una serie de genes candidatos, se procedería a su estudio en profundidad. Para ello precisaríamos de mutantes para dichos genes. Sí, mutantes. Probablemente no tan espectaculares como los que engrosaban las filas de los X-Men, pero mutantes al fin y al cabo. Éstos mutantes se caracterizan por tener genes inactivados (pérdida de función del gen) o sobreexpresados (gen expresándose continuamente), lo que nos permitirá observar qué sucede en la planta, concretamente en su crecimiento secundario, cuando este gen no está actuando o, por el contrario, está actuando en demasía.
Todo esto que aquí se relata (con mayor o menor acierto) forma parte de un proyecto que tiene por objetivo la identificación de nuevos reguladores del cambium a través del análisis transcriptómico (niveles expresión genes) de variedades naturales de una misma especie.
La posibilidad de hallar nuevos genes relacionados con cualquier carácter aprovechando la variabilidad natural nos abre infinidad de puertas, pues únicamente precisa de un fenotipado del carácter de interés y diferentes accesiones de una misma especie.
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