Después de trece años de investigaciones, se abre la puerta a la posibilidad de potenciar la producción del pan.
Llevó trece años de trabajo y colaboraron 2.400 investigadores de 610 instituciones repartidas por 68 países. Sus resultados no cupieron en un único artículo científico y se publicaron cien. Así es como se ha hecho posible que se conozca ahora la secuencia completa y definitiva del ADN del trigo, el ingrediente con el que se elabora el pan, uno de los alimentos más importantes para la Humanidad.
La revista “Science” anunció este jueves la conclusión del proyecto y dio a conocer el genoma de esta planta, la especie Triticum aestivum, que fue analizada en su variedad de trigo harinero Chinese spring. El último de los escritos lo firma el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma de Trigo (IWGSC, por sus siglas en inglés), una organización sin fines de lucro fundada en 2005 que incluye a todos los científicos que han desarrollado esta investigación, así como a agricultores y entidades públicas y privadas de 68 estados miembros. Además de la secuencia definitiva del trigo, la revista publicó un estudio sobre la complejidad de los cromosomas de esta especie y un artículo complementario en “Science Advance”. Otras investigaciones adicionales también se conocieron hoy, en cuatro publicaciones de la revista “Genome Biology”.
Nutritivo y resistente. El trigo es un nutriente básico para más de un tercio de la población mundial y representa casi el 20% del total de calorías y proteínas que consumimos en todo el mundo. Dado que la población mundial podría alcanzar los 9.600 millones de habitantes en el año 2050 (hoy ya superamos los 7.350 millones), la productividad de este cultivo debería aumentar 1,6% anualmente para satisfacer la demanda prevista para un futuro. El Hombre se enfrenta a la necesidad de generar variedades que soporten el clima actual, a mejorar su calidad nutricional y, que al mismo tiempo, sean cultivos sostenibles, que respeten los recursos de agua, las extensiones de tierra virgen y la biodiversidad.
Conocer el genoma del trigo ayuda al desarrollo de variedades que superen estos retos. Con la secuencia completa de su ADN se pueden seleccionar genes que produzcan plantas mejores. “Tenemos ahora una de las herramientas más importantes para poder acelerar la producción de variedades nuevas de trigo que sean más nutritivas, más resistentes a plagas y enfermedades y capaces de lidiar con los cambios climáticos”, como sequías y a altas temperaturas, declaró al diario español El Mundo Cristóbal Uauy, científico del centro británico John Innes Centre y uno de los investigadores principales del proyecto del genoma del trigo.
Este tipo de estudio ya se ha hecho antes con otras especies de cultivo como el maíz, el arroz y el tomate. El beneficio de conocer sus genomas podría repetirse ahora con el trigo. “Tener el genoma secuenciado es el equivalente a tener un mapa detallado de una región con todos sus pueblos, caminos y detalles”, describió Uauy.
La elaboración de transgénicos con las nuevas técnicas de corta y pega genético es otra de las aplicaciones que barajan los científicos tras conocerse el anuncio. Además, los investigadores del proyecto han estudiado distintas proteínas que causan alergias alimentarias, como la enfermedad celíaca, o que provocan reacciones inmunes adversas en la piel o en las vías respiratorias, como el asma del panadero. En su análisis identificaron 828 genes nuevos relacionados con las alergias que causa el trigo.
Un ‘rompecabezas’ de ADN. El trigo que conocemos en la actualidad proviene de la hibridación de tres especies antiguas. “Eran pastos comunes y corrientes de las laderas de cerros del sur de Turquía, Irán o Irak. No eran muy distintos a las malezas que crecen ahora en las orillas de los caminos o en los jardines”, relató Uauy. Hace alrededor de 400.000 años atrás sucedió la primera hibridación entre dos de estas especies de forma natural. Esta dio paso después a la domesticación del actual trigo candeal, que se usa para hacer pastas. Hace 10.000 años surgió otra hibridación natural para dar paso a la especie que conocemos hoy como trigo. Estos acontecimientos “constituyen una de las razones por las cuales las civilizaciones antiguas pudieron adoptar la agricultura y empezar una nueva etapa en la historia de la humanidad”,explicó el científico.
Por su origen, el trigo se comporta como si tuviera tres genomas, un hecho que le proporciona una gran flexibilidad ante los cambios en el medio ambiente. Uauy los describe como un reservorio de variabilidad y adaptación. “Es como tener tres interruptores de luz en un cuarto, en el caso del trigo, comparado con sólo uno en el arroz y otras especies. Hay más espacio para la variación y pequeñas adaptaciones a distintos ambientes”, explicó. El científico intenta ahora ver cómo las tres copias de cada gen se comportan al encontrarse juntas.
El genoma del trigo está contenido en siete cromosomas distintos. Dicho así, no parece complicado desvelar su secuencia. Nuestra especie tiene 23 pares (46 en total) y su estudio se completó en el año 2001. Sin embargo, esta planta significó un verdadero rompecabezas de ADN, pues los siete cromosomas del Triticum aestivum están repetidos tres veces. En total hay 21 (nombrados del 1 al 7 y con letras A, B, D), pero su análisis ha sido como montar un verdadero rompecabezas en el que, aunque todas encajan, las piezas están triplicadas. Ordenar los datos es lo más complicado. Hay que poner cada trozo en su lugar correcto y construir el mapa exacto de algo que se desconoce. A esto lo llaman ensamblaje de las secuencias y es el paso crítico que mantiene, aún en fase de proceso, los trabajos que se hacen con otras especies de plantas y de animales.
La secuencia del trigo contiene 107.891 genes y cuatro millones de marcadores moleculares (fragmentos de ADN cuya función no es del todo conocida) que son importantes para la agricultura. Los datos están disponibles de forma pública en la web de IWGSC desde enero de 2017, en una inauguración que se llevó a cabo para toda la comunidad científica.