El genoma del alimento que da a la humanidad una de cada cinco calor¨ªas

El trigo proporciona una de cada cinco calor¨ªas consumidas por los m¨¢s de 7.000 millones de habitantes de la Tierra y es el alimento b¨¢sico para un tercio de todos ellos. Se calcula que, para seguir cubriendo las necesidades de la poblaci¨®n mundial, que en 2050 alcanzar¨¢ los 9.600 millones de personas, la productividad del trigo deber¨ªa incrementarse un 1,6% cada a?o. Y todo tratando de no aumentar el terreno cultivado o el uso de pesticidas y en un contexto de cambio clim¨¢tico que empeorar¨¢ las condiciones para este cereal en muchas regiones del planeta.

Esta semana, la revista Science presenta la secuencia completa del genoma del trigo, una gigantesca base de datos que ayudar¨¢ a acelerar la creaci¨®n de variedades m¨¢s productivas y resistentes a las enfermedades o a la sequ¨ªa con las que se quiere afrontar el reto de alimentar a los miles de millones que est¨¢n por venir.

Pese a la relevancia alimentaria del trigo, completar el mapa de sus genes ha costado varios a?os m¨¢s que hacerlo con el arroz o el ma¨ªz. El genoma del trigo es cinco veces mayor que el humano y tiene otras caracter¨ªsticas que hacen m¨¢s complicado darle sentido. A diferencia de nuestro genoma, que tiene dos copias de cada cromosoma, una que procede del padre y otra de la madre, este cereal tiene seis, acumuladas durante procesos de hibridaci¨®n de tres especies de trigo progenitoras. Adem¨¢s, el 85% de este ADN est¨¢ repetido. Esto hac¨ªa muy complicado distinguir qu¨¦ parte correspond¨ªa a cada uno de los tres subgenomas y ordenar el genoma correctamente. Para afrontar esta tarea tit¨¢nica, se cre¨® en 2005 el Consorcio Internacional para la Secuenciaci¨®n del Genoma del Trigo que ha reunido a 2400 participantes de 68 pa¨ªses en un proyecto colaborativo que ha durado 13 a?os.

La fase inicial de descubrimiento que antes pod¨ªa requerir cinco a?os, se va a reducir a d¨ªas o semanas

Los responsables del consorcio explican que secuenciar un genoma es como dibujar el mapa de un territorio. ¡°Cuanto m¨¢s detalle haya en un mapa, mayor es la calidad¡±, se?alan. La secuencia que se publica hoy contiene cuatro millones de puntos de referencia y la direcci¨®n concreta de 100.000 genes. Esta informaci¨®n es fundamental para los cient¨ªficos que quieran desarrollar nuevas variedades de trigo.

Para facilitar su tarea, un segundo art¨ªculo que tambi¨¦n se publica en Science proporciona recursos para entender c¨®mo afectan los genes del trigo a rasgos concretos de la planta como su resistencia a enfermedades o a la salinidad del terreno. El mismo equipo del Centro John Innes (JIC) de Norwich (Reino Unido) que ha liderado este trabajo, ha desarrollado una t¨¦cnica que acorta los ciclos de cultivo para acelerar las pruebas necesarias para averiguar si determinados marcadores gen¨¦ticos est¨¢n asociados a caracter¨ªsticas de la planta deseables para la agricultura como una menor necesidad de agua.

Cristobal Uauy, l¨ªder del proyecto en el JIC, explica que el conocimiento preciso del genoma del trigo facilitar¨¢ que ¡°podamos empezar a entender r¨¢pidamente qu¨¦ genes controlan una serie de caracter¨ªsticas, desde valor nutricional, adaptaci¨®n a sequia y temperaturas altas o resistencia a plagas¡±. ¡°La fase inicial de descubrimiento que antes pod¨ªa requerir cinco a?os, se va a reducir a d¨ªas o semanas¡±, asegura. No obstante, reconoce que, debido al tiempo necesario para generar nuevas variedades del cereal, ¡°la aplicaci¨®n del conocimiento a¨²n tomar¨¢ un tiempo¡±.

Una de las aplicaciones de la secuenciaci¨®n del genoma del trigo se publica tambi¨¦n hoy en la revista Science Advances. En ¨¦l, un grupo internacional de investigadores identifica 828 genes que pueden producir prote¨ªnas responsables de alergias y problemas inmunes asociados al consumo del trigo o sus productos derivados como la celiaqu¨ªa, el asma del panadero o la anafilaxia inducida por el ejercicio.

Seg¨²n explican los autores, pese a la importancia del trigo como alimento para miles de millones de personas en todo el mundo, determinar qu¨¦ partes del cereal pueden provocar respuestas inmunes indeseadas hab¨ªa resultado muy dif¨ªcil debido a la falta de una informaci¨®n gen¨®mica completa. Los resultados del estudio muestran que los genes que producen las prote¨ªnas causantes de la celiaqu¨ªa se encuentran en el endosperma, la parte del grano empleada para hacer el harina. Adem¨¢s, los investigadores observaron que si la planta se ve¨ªa expuesta a estr¨¦s por temperatura durante la floraci¨®n, puede incrementar la producci¨®n de las prote¨ªnas que provocan la celiaqu¨ªa o la anafilaxia. Con esta informaci¨®n ser¨¢ posible dise?ar nuevas variedades de trigo que no den problemas a los al¨¦rgicos o se podr¨¢ cultivar el trigo actual en las condiciones ambientales ¨®ptimas para que no produzca las prote¨ªnas problem¨¢ticas.