Lunes en la Ciencia, 6 de marzo del 2000

Jean-Philippe Vielle Calzada, principal autor de la investigación

Aporte mexicano al estudio de la reproducción de plantas

Patricia Vega

Contrario a lo que se creía con anterioridad, investigadores comprueban -según los resultados de un estudio publicado en la prestigiada revista británica Nature- que la primera fase de la embriogénesis, en las plantas superiores, está bajo estricto control materno.

Ese descubrimiento, en el que participó un joven investigador mexicano de 35 años, obliga a una reinterpretación general de las bases genéticas y los mecanismos moleculares que regulan la formación de semillas, hecho que podrá traducirse en la simplificación de los esquemas actuales que se utilizan para la producción de semillas mejoradas, es decir, de los híbridos comerciales.

El investigador Jean-Philippe Vielle Calzada (San Luis de la Paz, Guanajuato, 1965), adscrito al Departamento de Ingeniería Genética del Cinvestav-Irapuato, es el autor principal del artículo "Delayed activation of the paternal genome during seed development (Activación retardada del genoma paterno durante la formación de semillas)", publicado en el número de la primera semana de marzo que acaba de entrar en circulación de la prestigiada revista (Nature. Vol. 404, pp., 91-94).

Vielle Calzada, junto con sus colegas Ramamurthy Baskar y Ueli Grosniklaus, del Friedrich Miescher Institute, en Suiza, son autores de un estudio que podría convertirse en un clásico al demostrar que durante la primera fase de la embriogénesis en las plantas superiores el ADN paterno no participa en la formación de proteínas. Utilizando elementos de ADN móbiles (llamados transposones), que permiten la identificación de genes en función de sus esquemas de actividad en las células reproductivas, esos investigadores descubrieron que los genes que se heredan a través de la célula espermática se mantienen inactivos en el embrión vegetal hasta por cuatro días después de la fecundación.

En entrevista telefónica, desde Irapuato, Vielle Calzada explica: "A diferencia de los mamíferos, como el ratón, en los cuales tanto los genes heredados del padre como los heredados de la madre participan en la formación de proteínas inmediatamente después de la fecundación, en la Arabidopsis thaliana (una pequeña planta modelo 'prima-hermana' de la mostaza, que es equivalente a la 'rata del laboratorio vegetal') tan sólo se transcriben genes a partir de los alelos -formas alternativas de un gen- maternos, mientras que los heredados del padre se mantienen en silencio durante las primeras ocho a diez divisiones celulares del embrión y del endosperma (el tejido extraembrionario que nutre al embrión durante la formación de la semilla). Lo anterior se traduce como la existencia de un retraso global en la activación del genoma paterno durante la formación de semillas.

"Desconocemos actualmente los mecanismos moleculares que están en la base de ese fenómeno de silenciamiento, pero pensamos que las características estructurales del material genético contenido dentro del núcleo espermático -la cromatina- deben jugar un papel fundamental.

"Puesto que es posible regenerar embriones a partir de células somáticas -continúa explicando el especialista-, siempre se había considerado que la contribución materna no es esencial para la formación de embriones vegetales. Este descubrimiento rompe con ese paradigma, y obliga a una reinterpretación general de las bases genéticas y los mecanismos moleculares que regulan la formación de semillas.

"Entre otras cosas, la inactividad de los alelos heredados del padre contribuye a explicar por qué ciertas plantas son capaces de formar semillas genéticamente idénticas a la planta madre, mediante un proceso llamado apomixis (formación de semillas viables sin que haya mediado una fecundación previa). La apomixis promete revolucionar el mejoramiento de plantas al establecer un sistema que permite mantener invariables las características de cualquier variedad vegetal, incluyendo los híbridos, a través de innumerables generaciones. Su inducción en plantas de cultivo es uno de los grandes retos de la biotecnología moderna, pues permitiría simplificar dramáticamente los esquemas que se utilizan para la producción de semillas mejoradas. De la misma manera, campesinos y agricultores de bajos recursos podrían sembrar año tras año la semilla apomíctica que produzca, a partir de variedades locales, lo que no es posible con los híbridos comerciales disponibles en la actualidad."

El doctor Jean-Philippe Vielle Calzada (posdoctorado en la Universidad de Texas A&M, 1995), ex becario del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), fue investigador del Grupo de Plantas en Cold Spring Harbor (Nueva York), y regresó recientemente a México con el propósito de establecer, en el Cinvestav-Irapuato, un grupo de investigación en genética para el desarrollo reproductivo de plantas.