La domesticación del maíz es uno de los mayores ejemplos del impacto de la humanidad en la evolución. Las decisiones de los primeros agricultores en el cultivo de plantas preindustriales transformaron el maíz, de un cultivo prácticamente incomestible, en la principal fuente de alimento mundial que es hoy.
por Jen A. Miller, Laboratorio Cold Spring Harbor
Ahora, los profesores Rob Martienssen y Thomas Gingeras, del Laboratorio Cold Spring Harbor, están descubriendo la genética que subyace a las decisiones que tomaron los agricultores hace 9.000 años. Su objetivo es comprender mejor cómo funciona la evolución y ayudar a los agricultores actuales a adaptar el maíz para que pueda crecer en condiciones adversas . Para lograrlo, han lanzado una nueva enciclopedia genómica llamada MaizeCODE. El proyecto de investigación se basa en la Enciclopedia de Elementos del ADN (ENCODE). ENCODE tenía como objetivo identificar elementos funcionales en el genoma humano . Gingeras fue uno de sus principales investigadores .
Gingeras dice: «El propósito original —y se copia en el esfuerzo de MaizeCODE— es encontrar todos los dominios del genoma que codifican la información operativa y codificante que la célula utiliza para reproducirse y llevar a cabo las funciones que desempeña».
En un nuevo estudio, los laboratorios Gingeras y Martienssen analizaron secuencias reguladoras en cinco tipos de tejidos diferentes de tres cepas de maíz y su ancestro, el teosinte. Encontraron cientos de miles de regiones reguladoras, llamadas potenciadores, que ayudan a activar y desactivar genes en las plantas. El trabajo se publicó en la revista Nature Communications .
También observaron que el maíz posee miles de «superpotenciadores». Cada uno controla varios genes a la vez. Increíblemente, estos superpotenciadores fueron fuertemente seleccionados durante la domesticación del maíz hace 9000 años. Martienssen explica: «Ahora podemos afirmar que la domesticación del maíz se centró —quizás inconscientemente— por selección en este conjunto bastante reducido de superpotenciadores presentes en las mazorcas».
Además de ampliar nuestra comprensión de la evolución, estos hallazgos podrían ayudar a identificar nuevas cepas de maíz. Martienssen y Gingeras trabajarán en la creación de cultivos que puedan crecer en suelos con altos niveles de aluminio. Estas condiciones son comunes en Sudamérica. Los científicos utilizarán MaizeCODE para «encontrar todas las regiones reguladoras responsables de dotar tanto al maíz como al sorgo de resistencia al aluminio», afirma Martienssen.
Pero ese no es el único uso de MaizeCODE. La base de datos genómica podría algún día ayudar a los agricultores a mejorar aún más sus cultivos de maíz. Imaginen plantas más resistentes a las enfermedades o tolerantes a las sequías. Mejor aún, imaginen cultivos con mayor rendimiento que puedan alimentar a más personas. MaizeCODE podría ayudar a que todo esto sea posible. Y como los datos están disponibles públicamente, biólogos y fitomejoradores de todo el mundo pueden acceder a ellos. «Solo estamos tocando la punta del iceberg», afirma Martienssen.
Más información: Jonathan Cahn et al., MaizeCODE revela potenciadores expresados bidireccionalmente que albergan firmas moleculares de la domesticación del maíz, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-55195-w
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