Los científicos están un paso más cerca de cultivar plantas con genes de un solo padre. Nueva investigación dirigida por biólogos de plantas de la Universidad de California, Davis, publicada el 19 de noviembre en avances científicos, muestra el mecanismo subyacente detrás de la eliminación de la mitad del genoma y podría facilitar y acelerar la reproducción de plantas de cultivo con características deseables como la resistencia a enfermedades.
El trabajo proviene de un descubrimiento realizado hace más de una década por el difunto Simon Chan, profesor asociado de biología vegetal en la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis, y sus colegas.
Las plantas, al igual que otros organismos sexuales, heredan un conjunto de cromosomas coincidentes de cada padre. Para transmitir un rasgo favorable, como la resistencia a las plagas o la sequía, a toda su descendencia, la planta debería tener la misma variante genética encada cromosoma. Pero crear plantas que "se reproduzcan verdaderamente" de esta manera puede llevar generaciones de cruzamiento.
En 2010, Chan y el becario postdoctoral Ravi Maruthachalam descubrieron por casualidad una forma de eliminar la contribución genética de uno de los padres mientras criaban la planta de laboratorio Arabidopsis . Habían modificado una proteína llamada CENH3, que se encuentra en el centrómero, una estructura en el centro de un cromosoma. Cuando intentaron cruzar el tipo salvaje Arabidopsis con plantas con CENH3 modificado, obtuvieron plantas con la mitad del número normal de cromosomas. La parte del genoma de una planta madre se eliminó para crear una planta haploide.
Ese trabajo fue publicado en Nature en marzo de 2010, dando inicio a esfuerzos para lograr el mismo resultado en plantas de cultivo como maíz, trigo y tomate.
aclarando un misterio
Pero replicando la estrategia exacta de Chan afuera Arabidopsis hasta ahora ha resultado infructuoso, dijo el profesor Luca Comai, del Departamento de Biología Vegetal y Centro de Genoma de UC Davis, quien es el autor principal del nuevo artículo. Recientemente, otros laboratorios han creado plantas con un conjunto de cromosomas manipulando CENH3, pero esno está claro cómo se relacionan los resultados.
"La base mecanicista de los efectos de CENH3 sobre la inducción de haploides era misteriosa", dijo Comai. Parece haber reglas diferentes para cada especie, dijo.
Gran parte de ese misterio ha sido aclarado. Mohan Marimuthu, investigador del Centro de Genoma y Departamento de Biología Vegetal de UC Davis, con Comai, Maruthachalam ahora en el Instituto Indio de Educación e Investigación Científica, Kerala y sus colegas encontraron quecuando se altera la proteína CENH3, se elimina del ADN del óvulo antes de la fertilización, lo que debilita el centrómero.
"En las divisiones embrionarias posteriores, los centrómeros empobrecidos en CENH3 aportados por el óvulo no compiten con los ricos en CENH3 aportados por los espermatozoides y se elimina el genoma femenino", dijo Comai.
El hallazgo de que cualquier agotamiento selectivo de CENH3 engendra debilidad del centrómero explica los resultados originales de Chan y Maruthachalam, así como los nuevos resultados de otros laboratorios en trigo y maíz, dijo Comai. Este nuevo conocimiento debería facilitar la inducción de haploides en plantas de cultivo, él dijo.
Los autores adicionales del artículo son: en UC Davis, Anne Britt y Sundaram Kuppu; Ramesh Bondada, Instituto Indio de Educación e Investigación Científica; y Ek Han Tan, Universidad de Maine. El trabajo fue apoyado por subvenciones de CSIRO Australia, La Fundación Bill y Melinda Gates, la Fundación Gordon y Betty Moore, el Instituto Médico Howard Hughes y el Ministerio de Educación de la India.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Original escrito por Andy Fell. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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