Bajo la punta del iceberg

Miren Zubicoa Eraso y Sara Razquin Sola, alumnas de Biotecnología vegetal, tercer curso de Grado en Biotecnología en Universidad pública de Navarra. Profesor: Dr. Dr. Jorge Poveda Arias.

Bajo la punta del iceberg

Representación del lado incógnito de la investigación básica

¿Qué es lo primero que te viene a la mente al escuchar la palabra “plantas”?

Generalmente, tendemos a pensar que se tratan de seres vivos pasivos con únicamente dos funciones: alimentarnos y servir de decoración. En ocasiones, se nos olvida que además de producir oxígeno, alimentos y compuestos de interés industrial y comercial, son capaces de adaptarse a un ambiente, sentir y responder a estímulos, al igual que los animales.

En las últimas décadas, la investigación en el mundo vegetal ha evolucionado exponencialmente. El trabajo en la mejora de cultivos ha dado lugar a múltiples aplicaciones que facilitan muchos aspectos de nuestro día a día. Sin embargo, para poder avanzar en esta mejora y en sus posibles aplicaciones es muy importante estudiar y entender completamente el funcionamiento de estos organismos vegetales. Como bien sabemos, no existe mejora sin una base científica.

Aunque pueda sonar complicado, simplemente se trata de intentar responder a preguntas tales como ¿Cómo crece y se desarrolla una planta? ¿Quién o qué es responsable de cada una de las reacciones de las plantas? ¿Cómo se define la capacidad de una planta de interaccionar y responder a estímulos?

Para responder a estas preguntas, se utiliza la investigación básica. Ésta se trata de la ciencia dirigida al estudio teórico o puro de un problema. Es un tipo de investigación sin impacto económico inmediato, por lo que no es muy conocido, pero no quiere decir que no sea relevante.

En la investigación básica, el estudio de la información genética es muy importante. Al igual que en los humanos, todo lo que está escrito en el material genético determina el futuro del organismo, cómo es, cómo se relaciona, cómo responde a estímulos, estrés, etc. El estudio y aplicación de esta información para obtener mejores rendimientos agrícolas, se remonta a la época de Gregor Mendel y sus famosos guisantes. Éste concluyó que las características de los organismos están dadas por factores discretos heredables (por aquel entonces no se habían descubierto aún los genes, por eso los denominó factores). Es ahí, tras ese análisis de base, cuando se empezó a aplicar la biotecnología vegetal mediante cruzamientos dirigidos para la mejora de cultivos con características de interés y mayor rendimiento.

Actualmente, los métodos tradicionales se reemplazan por otras herramientas más avanzadas, como las plantas transgénicas. Una planta transgénica es una planta a la que se ha introducido en su genoma de forma estable un gen exógeno, llamado transgén, mediante técnicas de ingeniería genética. A pesar de haber levantado mucha polémica y rechazo en la sociedad, las plantas transgénicas son una herramienta adicional la mejora vegetal tradicional con gran potencial para satisfacer la gran demanda agrícola de hoy en día.

La posibilidad de suprimir o aumentar la actividad de un gen ya presente en la planta, o introducir genes exógenos o pertenecientes a otras variedades, se ha convertido en una atractiva herramienta para la investigación básica. En este sentido, la planta Arabidopsis thaliana es un excelente organismo modelo para estudios vegetales. Su colección de mutantes, generada a partir de la eliminación de cada uno de sus genes de manera sistemática, es de gran valor informativo y se encuentra a disposición de toda la comunidad científica para nuevos análisis. Por ejemplo, gracias a estos estudios básicos se han podido descubrir proteínas fotorreceptoras implicadas en la percepción de la luz y regulación de relojes biológicos, llamadas criptocromos.

Arabidopsis thaliana cultivada in vitro, para estudios de investigación

La respuesta de las plantas a los cambios de temperaturas indica que las plantas son capaces de percibir la temperatura a la que están expuestas. Se podría decir que las plantas tienen un termómetro incorporado, con el que sienten la diferencia de un grado Celsius. Pero ¿cómo perciben la temperatura? Para responder a esta pregunta, se analizaron todos los genes de Arabidopsis, viendo cuáles se activaban a temperaturas más altas. Uno de estos genes fue vinculado con un gen fluorescente (mediante transgénesis), generando así plantas transgénicas fluorescentes cuando se someten a altas temperaturas. Gracias al análisis de éstas plantas se pudo describir cómo este gen vegetal es fundamental en la capacidad de la planta para percibir la temperatura ambiental. Esta investigación abre la puerta al desarrollo de plantas transgénicas que toleren altas temperaturas y, por lo tanto, puedan sobrevivir en el actual escenario de cambio climático.

En conclusión, es importante el estudio de los mecanismos moleculares para posteriores aplicaciones en industrias agrícolas, farmacéuticas y químicas. Para ello, es imprescindible invertir en nuevos recursos y empezar a visibilizar el papel fundamental de la investigación básica en plantas. ¿Cómo vamos a pretender que una planta sirva para cumplir con todas nuestras expectativas sin antes saber todo lo que nos puede ofrecer? Es mucho lo que esconde la punta de este iceberg.

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