El genoma del t¨¦ revela la raz¨®n de su sabor y de su ¨¦xito econ¨®mico

Hay t¨¦ de muchos sabores (t¨¦ negro, t¨¦ verde, t¨¦ de Oolong, t¨¦ blanco, chai¡­), pero todos vienen de la misma planta, Camellia sinensis, el ¨¢rbol del t¨¦. Los niveles de cafe¨ªna y flavonoides var¨ªan mucho entre las especies del g¨¦nero Camellia, pero son especialmente altos en Camellia sinensis, y el genoma revela por qu¨¦: el ¨¢rbol del t¨¦ ha experimentado m¨²ltiples duplicaciones de los genes responsables de su s¨ªntesis. Esta amplificaci¨®n gen¨¦tica est¨¢ mediada por transposones (genes saltarines), y en gran medida es una respuesta a la domesticaci¨®n de la planta y su adaptaci¨®n a muchos climas distintos.

La principal fuente de cafe¨ªna del planeta no es el caf¨¦, sino el t¨¦, la infusi¨®n predilecta de m¨¢s de 3.000 millones de personas en 160 pa¨ªses. La planta se domestic¨® hace unos 5.000 a?os en Asia, y se le atribuyen propiedades saludables al menos desde la dinast¨ªa Shang, que rein¨® en China en el siglo III de nuestra era. Las hojas del ¨¢rbol del t¨¦ no solo contienen cafe¨ªna, sino tambi¨¦n flavonoides, teanina (un an¨¢logo del glutamato), vitaminas, polisac¨¢ridos, aceites vol¨¢tiles y minerales.

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El g¨¦nero Camellia, al que pertenece el ¨¢rbol del t¨¦ (Camellia sinensis), es particularmente rico en especies de inter¨¦s econ¨®mico, como las bellas y famosas camelias (Camellia jap¨®nica, Camellia reticulata, Camellia sasanqua) y el ¨¢rbol Camellia ole¨ªfera, de cuyas semillas se extrae un aceite comestible de buena calidad, llamado a veces aceite de camelia. Pero el que se lleva la palma es el t¨¦, con una producci¨®n anual superior a los 5.000 millones de toneladas.

Dada esta importancia econ¨®mica, sorprende que el genoma del t¨¦ no se conociera todav¨ªa. Y la principal raz¨®n es que ha resultado un genoma extraordinariamente dificultoso de resolver. No solo es grande, sino que est¨¢ plagado de tramos de ADN repetitivo, debido a la gran cantidad de transposones (genes saltarines) que contiene. Lizhi Gao y sus colegas del Instituto Kunming de Bot¨¢nica y otros centros cient¨ªficos chinos han resuelto ahora el problema con un derroche de perseverancia e ingenio. Presentan el primer borrador del genoma del t¨¦ en Molecular Plant.

¡°Hay muchos sabores distintos de t¨¦¡±, dice el genetista Gao, ¡°pero el misterio es qu¨¦ determina, o cu¨¢l es la base gen¨¦tica, de esos diversos sabores¡±. Investigaciones anteriores han indicado que buena parte de sabor del t¨¦ se debe a los flavonoides, y en particular a uno de ellos llamado catequina. Estas mol¨¦culas son antioxidantes que sirven a las plantas a adaptarse a su entorno. La catequina, adem¨¢s, confiere al t¨¦ su caracter¨ªstico sabor amargo.

Ni la cafe¨ªna ni la catequina son exclusivos del t¨¦ ¡ªel resto de las 115 especies del g¨¦nero Camellia tambi¨¦n contienen esos compuestos¡ª, pero s¨ª son especialmente abundantes en el t¨¦. Y los cient¨ªficos chinos han descubierto por qu¨¦: los genes responsables de la s¨ªntesis de esas sustancias se han duplicado de manera serial en el genoma del t¨¦. Y esta amplificaci¨®n de esas familias de genes ha venido mediada por transposones (genes saltarines), y en concreto por un tipo llamado retroposones (o retrotransposones), que son antiguos retrovirus que han perdido su capacidad de formar part¨ªculas infecciosas.

Nada menos que el 67% del genoma del t¨¦ son secuencias de retroposones. Esta es la raz¨®n de que haya resultado tan dif¨ªcil resolverlo. Para secuenciar un genoma, los cient¨ªficos empiezan por romperlo en muchos pedazos, y de muchas formas distintas, de modo que los fragmentos solapen. Luego se secuencia (se lee) cada fragmento, y despu¨¦s se ensambla todo gracias a los solapamientos entre fragmentos. Pero, con un 67% de retroposones, que son b¨¢sicamente iguales unos a otros, los solapamientos son ambiguos. Como dice Gao, es como resolver un puzle donde la mayor parte de las piezas son parte de un cielo azul sin una sola nube.

Durante el ciclo vital de un retrovirus, el genoma viral se integra en el genoma del hu¨¦sped, luego saca muchas copias de s¨ª mismo y al final cada genoma se empaqueta en una part¨ªcula infecciosa. Los retroposones han perdido esta ¨²ltima habilidad, pero conservan la de integrarse en el genoma, y a menudo sacan copias de s¨ª mismos que se integran en otros lugares del genoma. Un fen¨®meno com¨²n durante esos saltos es que se lleven consigo parte del genoma del hu¨¦sped que tienen al lado. Este es el mecanismo por el que el genoma del t¨¦ ha duplicado muchas veces los genes responsables de la s¨ªntesis de cafe¨ªna, catequina y dem¨¢s flavonoides.

Gao y sus colegas piensan que esas amplificaciones de familias de genes han permitido al ¨¢rbol del t¨¦ adaptarse a los muy diferentes ambientes donde la planta se siembra hoy. Muchos de los saltos de retroposones son recientes (han ocurrido en los ¨²ltimos 5.000 a?os), por lo que parece probable que sean respuestas a la domesticaci¨®n y cultivo del t¨¦. Es decir, un producto de la selecci¨®n artificial que inspir¨® a Darwin su teor¨ªa evolutiva. En gen¨®mica, ha llegado la hora del t¨¦.