2 de diciembre de 2015 13:01 PM
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El genoma verde

Las plantas cuentan con relojes end贸genos que les permiten mantener la estabilidad interna de sus procesos biol贸gicos. Un equipo liderado por Marcelo Yanovsky descubri贸 la funcionalidad del gen Gemin 2 vegetal frente a los efectos del cambio clim谩tico

El tiempo es una categor铆a, construida en forma colectiva y en efecto mutable, que sirve a los seres humanos para advertir el cambio. En palabras del soci贸logo alem谩n Norbert Elias puede definirse como 鈥渓a puesta en relaci贸n de procesos factuales que se mueven continuamente鈥. En esta l铆nea, del mismo modo que existen dispositivos 鈥揷omo los relojes鈥 que miden y otorgan sentido a las percepciones sobre el tiempo 鈥渆xterno鈥; por otra parte, tambi茅n es posible identificar el tiempo 鈥渋nterno鈥, tan peri贸dico y predecible como el primero.

Desde esta perspectiva, la cronobiolog铆a se constituye como la disciplina que estudia el comportamiento de los ritmos biol贸gicos en las funciones corporales. Ahora bien, bajo esta premisa, si se asume la presencia de ritmos end贸genos que organizan las acciones vitales de las personas (como puede ser la distribuci贸n de horas destinadas al sue帽o y a la vigilia), 驴qu茅 ocurre con los tiempos internos del resto de los seres vivos? En concreto, 驴c贸mo se sincroniza el reloj de las plantas?

 

 

Marcelo Yanovsky es doctor en Biolog铆a (UBA), investigador independiente del Conicet y, en la actualidad, dirige el prestigioso laboratorio de Gen贸mica Vegetal del Instituto Leloir. Su infancia estuvo atravesada por cobayos, laboratorios y guardapolvos blancos. Desde peque帽o, recibi贸 la influencia de su padre, Jorge, m茅dico especializado en el estudio del Chagas. M谩s tarde, cuando fue adolescente, su familia cre贸 una empresa, pero su pasi贸n por las plantas ya hab铆a florecido lo suficiente y opt贸 por el camino de la ciencia. Hace 25 a帽os posa su lupa sobre el reino vegetal, y en esta oportunidad, explica c贸mo funcionan y se ajustan los relojes internos de los seres vivos m谩s sedentarios de todos, describe los 煤ltimos desarrollos vinculados al mundillo de la gen茅tica y eval煤a las futuras aplicaciones de sus investigaciones al campo de la biotecnolog铆a.

 

 

鈥揈n el Instituto Leloir, usted se desempe帽a como jefe del Laboratorio de Gen贸mica Vegetal. En concreto, 驴qu茅 investigan?

 

鈥揕as plantas cuentan con un genoma que re煤ne toda la informaci贸n gen茅tica que contiene su programa de crecimiento y desarrollo en el ADN. Desde esta perspectiva, existen dos clases de gen贸mica: la estructural y la funcional. Mientras la primera describe los genes, estudia su distribuci贸n y diferencia qu茅 segmentos poseen informaci贸n y cu谩les no; la segunda analiza las acciones y el comportamiento, es decir, las funciones de cada gen. Mi equipo trabaja en esta 煤ltima orientaci贸n, en particular, sobre aquellos genes que habilitan a las plantas a medir el tiempo, anticiparse a las estaciones y responder a la luz.

 

 

鈥撀緾ronobiolog铆a? Algo similar a lo que Diego Golombek analiza en seres humanos…

 

鈥揝铆, Diego es uno de los padres fundadores de la cronobiolog铆a y, de hecho, 茅l me ayud贸 bastante cuando realic茅 mis primeros pasos en el 谩rea. Era mi consejero, pues, nadie se preocupaba por los relojes biol贸gicos de las plantas, all谩 por 1995.

 

 

鈥揈n este sentido, 驴qu茅 es un reloj biol贸gico?

 

鈥揈s un mecanismo que tienen todos los seres vivos que les permite medir el tiempo: anticiparse y adaptarse a los cambios ambientales vinculados a los ciclos de luz-oscuridad 鈥搑elacionados con el movimiento de rotaci贸n de la Tierra鈥 y, por otra parte, a las modificaciones referidas a las estaciones anuales 鈥揺mparentadas con el movimiento de traslaci贸n del planeta alrededor del Sol鈥.

 

 

鈥揇e aqu铆, 驴qu茅 funciones cumplen en las plantas?

 

鈥揚or ejemplo, permiten controlar el proceso de fotos铆ntesis, la tolerancia al fr铆o y regular el crecimiento de las hojas. Son grandes coordinadores que optimizan el funcionamiento en relaci贸n a las variables ambientales que m谩s impactan en las plantas: luz, temperatura, humedad. Ese mismo reloj lo utilizan las plantas para medir el largo del d铆a y sincronizar su desarrollo anual 鈥揾ay algunas especies que florecen en primavera cuando los d铆as se alargan mientras otras lo hacen hacia el final del verano cuando los d铆as comienzan a acortarse鈥. De modo que estudiamos c贸mo son los genes que interact煤an y los mecanismos que se ponen en juego.

 

 

鈥撀縌u茅 ocurre con las plantas cuyo reloj interno se descompone?

 

鈥揢na planta que no mide de manera correcta el tiempo no logra adaptarse. Existen especies cuyo reloj end贸geno funciona muy lento y no se ajustan a d铆as de 24 horas. En efecto, de manera artificial, es posible crear d铆as de 30 horas con 15 horas de luz y 15 de oscuridad, para que logren sobrevivir. Del mismo modo, puede ocurrir el caso inverso: ejemplares cuyos relojes est茅n bien sincronizados en lapsos de 24 horas diarias que funcionan mal con d铆as artificiales de 30 horas.

 

 

鈥揑magino que ello depende de la variabilidad gen茅tica…

 

鈥揈xacto. Sucede algo parecido con los seres humanos: est谩n los que se despiertan muy temprano y los que se acuestan tarde. Lo que se modifica, en definitiva, es el modo en que se interpreta el largo del d铆a. Hace muchos siglos la humanidad se interes贸 por adaptar ciertas especies en determinadas latitudes. Ello ocasion贸, en el proceso evolutivo, la selecci贸n inconsciente de genes espec铆ficos que producen que un reloj funcione m谩s lento o m谩s r谩pido de acuerdo a la necesidad de los agricultores.

 

鈥揧a que describe el estudio de los tiempos internos de los seres vivos como el producto inacabado de un proceso hist贸rico que siempre deviene, 驴en qu茅 momento la ciencia comienza a pensar en relojes biol贸gicos?

 

鈥揕a historia de la cronobiolog铆a est谩 muy emparentada con el desarrollo de la biolog铆a vegetal. Los ritmos biol贸gicos son descubiertos en las plantas por los griegos cuando observan en el siglo 200 a. C. que las hojas cambiaban su posici贸n en el transcurso del d铆a. Luego, en el siglo XVIII, el astr贸nomo franc茅s Jean-Jacques d鈥橭rtous de Mairan observ贸 que las hojas de las plantas estaban extendidas durante el d铆a y se replegaban durante la noche. Tras colocar una maceta con una de sus plantas en sitios sin luz durante varios d铆as, constat贸 que las hojas se continuaban extendiendo y retray茅ndose en la oscuridad. Era, tal vez, la primera sugerencia que indicaba que los seres vivos contaban con un reloj end贸geno.

 

 

鈥揢n momento, si el reloj es interno, 驴por qu茅 son importantes los ciclos de luz-oscuridad?

 

鈥揚orque si bien no dependen de los ciclos de luz-oscuridad para funcionar, deben sincronizarse todos los d铆as. Para este ajuste diario son vitales las se帽ales del ambiente. Existen sensores 鈥損igmentos鈥 que reciben la luz y que sincronizan los relojes.

 

 

鈥揈s decir que la luz se encarga del proceso de 鈥渞eset鈥 de los relojes…

 

鈥揅laro. A diario, se resetean al amanecer y al atardecer.

 

 

鈥揅u茅nteme en qu茅 se basa su 煤ltimo descubrimiento: el 鈥渢ermostato鈥 que protege a las plantas del cambio clim谩tico.

 

鈥揝e vincula un poco con lo que reci茅n te comentaba. Si bien los relojes son internos, necesitan del ambiente y de los ciclos de luz-oscuridad para sincronizarse a diario. No obstante, tampoco es bueno que respondan de una manera exagerada a lo que ocurre en su entorno. Por ejemplo, no ser铆a positivo que un reloj se acelere con el calor o se enlentezca con el fr铆o. El ciclo de luz-oscuridad no depende de la temperatura, por ello, estudiamos el proceso de regulaci贸n natural de los efectos de las temperaturas en las plantas.

 

 

鈥撀緾贸mo lo hacen?

 

鈥揃uscamos ejemplares que cuenten con relojes que funcionan mal, es decir, plantas con alg煤n gen mutado que ocasione la aceleraci贸n o la desaceleraci贸n de los ritmos. Luego, observamos cu谩les son las piezas que se arruinaron.

 

 

鈥揧, en general, 驴qu茅 piezas se arruinan?

 

鈥揘o sabemos bien cu谩les se arruinan, pero s铆 podemos afirmar que hay algunas que son fundamentales. Hace unos a帽os descubrimos, en colaboraci贸n con el doctor Alberto Kornblihtt, que exist铆a una pieza vital que permit铆a que el reloj interno funcione de manera adecuada, encargada de regular la expresi贸n g茅nica de un proceso denominado splicing 鈥揺mpalme鈥 alternativo. Hallamos un gen 鈥揋emin 2鈥 que aten煤a los efectos de la temperatura y facilita la homeostasis de las plantas frente al cambio clim谩tico.

 

 

鈥撀縌u茅 ocurre con las plantas que no tienen ese gen?

 

鈥揕as plantas que no tienen el gen 鈥損orque, eventualmente, son mutantes鈥 cuentan con un reloj muy sensible al cambio de temperaturas. En muchos casos, no toleran los efectos del cambio clim谩tico y no sobreviven. A su vez, evidenciamos un ciclo regulatorio que contribuye a que la temperatura no impacte sobre el reloj. Ahora bien, hasta el momento resulta muy complejo colocar 茅sta pieza en aquellos relojes que funcionan mal. El mundo se calienta y, en esta l铆nea, buscamos opciones que desde la biolog铆a otorguen respuestas en relaci贸n al crecimiento y al desarrollo de las plantas.

 

 

鈥撀縌u茅 impacto pueden tener sus investigaciones en el campo de la producci贸n agr铆cola?

 

鈥揈l objetivo es mejorar los mecanismos de defensa de las plantas frente a los efectos derivados del cambio clim谩tico. Los golpes de calor impactan de modo negativo sobre la productividad de cualquier cultivo. Por ello, desde la gen贸mica buscamos ayudar a las plantas a superar los picos de temperatura y el estr茅s, a partir de la manipulaci贸n de sus relojes internos.

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