Christian Bachem

Descifrar el genoma de la papa

Christian Bachem, del Departamento de Botánica, de la Universidad de Wageningen, en los Países Bajos, coordina el Potato Genome Sequencing Consortium (PGSC), red internacional de investigación cuyo objetivo es descifrar el ADN completo de la papa para fines de 2010.

¿Por qué es tan importante conocer la secuencia del genoma de la papa?

"La papa cultivada es una planta exógama autoincompatible y de elevada heterocigosis, lo que en la práctica significa que es imposible producir auténticas líneas de mejoramiento, por lo cual el mejoramiento genético es un proceso complejo y prolongado. Calculamos que el genoma contiene mucho más que 40 000 genes. El problema es que estos genes no están organizados en grupos. Nuestro objetivo al desentrañar la secuencia completa del ADN consiste en localizar y determinar la codificación de los genes de características importantes, como la resistencia a las enfermedades, pero también los atributos nutricionales, como la calidad del almidón, el contenido de proteínas y vitaminas. Descifrar la secuencia genómica permitirá obtener marcadores moleculares que los fitogenetistas pueden utilizar para aumentar la eficacia y la rapidez de sus programas de mejoramiento. A largo plazo, la secuencia completa del genoma será la base para entender los procesos biológicos básicos de características complejas como el rendimiento y la calidad."

¿Qué es lo que ya se sabe del genoma de la papa?

"La papa tiene 12 cromosomas, cada uno con una longitud aproximada de 70 millones de pares de bases, con lo cual su tamaño es en torno a una cuarta parte del genoma humano. Calculamos el tamaño de la secuencia completa en 840 Mbp (megas de pares de bases), lo que significa 840 millones de nucleótidos organizados de una manera determinada para constituir los cromosomas de la papa."

¿Cómo está organizado el Consorcio del Genoma de la Papa?

"El Consorcio está formado por institutos nacionales de investigación científica de Argentina, Brasil, China, los Estados Unidos, la India, Irlanda, Nueva Zelandia, los Países Bajos, Perú, Polonia, el Reino Unido y Rusia. Cada socio nacional establecerá la secuencia de por lo menos un tercio de un cromosoma, y cada cromosoma se ha asignado a uno o más países."

¿Qué método están usando para descifrar la secuencia del genoma de la papa?

"Descifrar e ADN de más de 800 millones de pares de bases es un enorme reto técnico y bioinformático. En el Laboratorio de Fitogenética de Wageningen usamos un nuevo método para elaborar el mapa del genoma y organizar una biblioteca de grandes sectores del ADN genómico de la papa denominados "cromosomas bacterianos artificiales" (BAC), que son partes pequeñas, más fáciles de manipular, de la totalidad del genoma, con un promedio de 120 000 nucleótidos. Esta técnica requiere elaborar primero un mapa de muy elevada densidad del genoma de la papa con marcadores moleculares del ADN. Los marcadores del ADN que tienen una ubicación conocida se pueden utilizar entonces para identificar grupos de BAC y elaborar un mapa físico."

¿En qué estado está actualmente el proyecto del Consorcio?

"Actualmente estamos formando la biblioteca de BAC de la papa en un mapa físico y genético de los puntos de anclaje que permitirá a los integrantes del consorcio establecer la secuencia de sectores importantes de los cromosomas. Casi todos los socios han reunido fondos para trabajar en la secuencia de los cromosomas que se les asignó y, casi en todos los casos han establecido un servicio para llevar a cabo esta tarea. Una importante iniciativa del PGSC es realizar un plan común de capacitación con los países que han detectado lagunas específicas de conocimientos. Este tipo de acuerdos se han realizado con China y Brasil y se está negociando con otros miembros del consorcio."

¿Cuál es el valor económico del proyecto?

"En 2003 se consiguió descifrar la secuencia del genoma humano, con un costo total de unos 800 millones de USD. Desde entonces, el costo de establecer la secuencia genómica se ha reducido mucho. Calculamos que el costo total de determinar la secuencia del genoma de la papa será de uno 25 millones de euros. Es probable que sea necesaria una cantidad equivalente de fondos para eliminar lagunas, para costear la bioinformática necesaria y para unificar y documentar la información. Por lo tanto, probablemente será necesaria una aportación mundial de alrededor de 50 millones de euros."

¿Qué política sigue el PGSC respecto a la información sobre el genoma?

"Nuestra política de información es abierta. Toda la información será de libre acceso entre los asociados del consorcio y la comunidad científica en general. Los datos de la secuencia del genoma de la papa se distribuyen en el consorcio durante seis meses para hacer el control de calidad, después de lo cual se publican como archivos planos de nucleótidos para acceso público."