Tanto las personas como los tomates presentan diferentes formas y tamaños. Esto se debe a que cada individuo posee un conjunto único de variaciones genéticas (mutaciones) que afectan la acción y el funcionamiento de los genes.
por el Laboratorio Cold Spring Harbor
En conjunto, millones de pequeñas variaciones genéticas dificultan predecir el impacto de una mutación específica en un individuo. Zach Lippman, profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, demostró cómo las variaciones genéticas en los tomates pueden influir en la forma en que una mutación específica afecta a la planta. Lippman está trabajando para predecir los efectos de las mutaciones en diferentes variedades de tomate.
En este estudio, Lippman y su equipo utilizaron CRISPR, una herramienta de edición genética altamente precisa y específica, en dos genes del tomate que controlan el tamaño del fruto: SlCV3 y SlWUS. Generaron más de 60 mutantes de tomate eliminando pequeños fragmentos de ADN en las regiones promotoras, áreas cercanas a los genes que controlan su expresión. En algunos casos, mutaciones individuales aumentaron ligeramente el tamaño de los tomates . Algunos pares de mutaciones no modificaron en absoluto el tamaño del fruto. Unas pocas combinaciones sinérgicas provocaron un aumento drástico e imprevisto en el tamaño del fruto. Lippman afirma:
El verdadero Santo Grial en todo esto del mejoramiento de cultivos es la previsibilidad. Si muto esta secuencia, obtendré este efecto. Porque existe un mar de otras variantes que la naturaleza ha acumulado cerca de la mutación que se está modificando, así como dispersas por todo el genoma, muchas de las cuales podrían influir en la mutación específica que se está creando.
Este rango de interacciones para dos mutaciones cualesquiera modela las consecuencias de una sola mutación que ocurre en diferentes contextos genéticos. El efecto es comparable al observado en algunas enfermedades humanas, donde algunas personas podrían presentar ciertas mutaciones preexistentes que las protegen de las mutaciones causantes de enfermedades.
Lippman y su equipo continuarán cuantificando cómo las mutaciones individuales y combinadas afectan ciertas características de los cultivos. Hasta ahora, han medido las interacciones entre dos mutaciones individuales , pero los genomas presentan millones de variaciones. Lippman espera estudiar suficientes interacciones mensurables para que el mejoramiento genético sea más predecible y eficiente.
El estudio se publica en Nature Plants .
Más información: Análisis del control cis-regulatorio de la variación cuantitativa de rasgos en un circuito de células madre vegetales, Nature Plants (2021). DOI: 10.1038/s41477-021-00898-x
