El Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) ha comenzado a desentrañar un misterio milenario.
por el Laboratorio Cold Spring Harbor
Nuestra historia comienza hace 9000 años. Fue entonces cuando el maíz se domesticó por primera vez en las tierras bajas de México. Unos 5000 años después, el cultivo se cruzó con una especie de las tierras altas mexicanas llamada teosinte mexicana.
Esto resultó en adaptabilidad al frío. Desde allí, el maíz se extendió por todo el continente, dando origen a la hortaliza que ahora forma parte tan importante de nuestra dieta. Pero ¿cómo se adaptó tan rápidamente? ¿Qué mecanismos biológicos permitieron que las características del cultivo de las tierras altas se arraigaran? Hoy en día, surge una posible respuesta.
Rob Martienssen, profesor del CSHL e investigador del HHMI, había estado estudiando la interferencia del ARN, el proceso mediante el cual los ARN pequeños silencian genes, durante más de 20 años cuando el investigador de la Universidad de Wisconsin Jerry Kermicle se acercó con una observación curiosa.
Sus experimentos, cruzando híbridos semiestériles de teosinte con maíz tradicional , habían provocado que sus descendientes se comportaran de forma muy inusual. Con una herencia normal, la descendencia debería haber llegado a ser completamente estéril o fértil. Pero, independientemente de cuántas veces Kermicle cruzara los híbridos con maíz, todos los descendientes también eran semiestériles. ¿Qué estaba sucediendo?
Para averiguarlo, Martienssen y el estudiante de posgrado Ben Berube secuenciaron los genomas de cientos de granos de polen de la descendencia semiestéril. Descubrieron que las mismas secciones del genoma del teosinte estaban presentes en cada uno. Los hallazgos se publicaron en la revista Nature .
«Había dos partes del genoma, una en el cromosoma 5 y otra en el cromosoma 6, que siempre se heredaban. Eso nos indicó que los genes responsables debían estar en esas regiones», afirma Martienssen.
En el cromosoma 5, descubrieron que un gen llamado Dicer-like 2 produce un grupo de ARN pequeños que siempre se encuentran en híbridos semiestériles, pero no en el maíz tradicional. Con este hallazgo, el laboratorio de Martienssen logró identificar lo que denominan Impulso de Polen del Teosinte (TPD).
Este sistema genético «egoísta» elimina los granos de polen competidores que carecen de impulso genético. Provoca que los híbridos de maíz y teosinte transmitan ciertos rasgos a los machos con mayor frecuencia que a las hembras. El descubrimiento podría tener implicaciones significativas para la industria agrícola. Pero, en opinión de Martienssen, el hallazgo es incluso más trascendental que sus posibles aplicaciones para el control de malezas.
«Me entusiasman más los aspectos evolutivos, lo que podría significar para el proceso de domesticación y cómo podría haber sido mucho más rápido de lo que pensábamos», dice Martienssen.
Si el teocintle mexicano es «el neandertal del maíz «, Martienssen podría haber encontrado en el maíz TPD el «eslabón perdido». Este descubrimiento podría explicar cómo el maíz prosperó en América, pero también por qué ciertos ARN pequeños son tan comunes en los espermatozoides de plantas y animales, incluidos los nuestros.
Más información: Robert Martienssen, El impulso del polen del teosinte guía la diversificación y domesticación del maíz mediante ARNi, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07788-0 . www.nature.com/articles/s41586-024-07788-0
