Organizaciones y centros científicos de excelencia que apoyan el trabajo de Infocyt



Publicado: 2014-12-22

Gen√≥mica chilena de nivel mundial: ¬Ņqu√© sigue ahora?

Cient√≠ficos chilenos est√°n secuenciado genomas de especies como el Salm√≥n Atl√°ntico, la Uva Sultanina, el Lupino, la Frutilla Chilena y otros seres vivos, demostrando un nivel comparable al de las naciones m√°s desarrolladas ¬ŅC√≥mo ayudan estas investigaciones al desarrollo del pa√≠s? ¬ŅQu√© sigue despu√©s de secuenciar una especie? Aqu√≠ analizamos en qu√© est√° la gen√≥mica nacional, las especies secuenciadas altamente productivas y cu√°les son sus principales desaf√≠os. Reportaje de Lorena Jim√©nez en Explora.cl

En Chile ya se han secuenciado varias especies, logrando mejorar características de algunas sin la necesidad de agregar genes de otras, es decir, sin volverlos transgénicos, y este desarrollo científico tiene a nuestro país entre los más avanzados de la región. Sin embargo, todavía sus éxitos son poco conocidos y sus desafíos, aun menos.

La genómica: una ciencia nueva y compleja

Todo comenzó con una arveja y un monje: en 1850 el religioso Gregor Mendel comenzó a estudiar varias generaciones de plantas de arvejas, notando que ciertos rasgos parecían heredarse en forma predecible. Así se inició la investigación en genética que, como ciencia moderna, comenzó a mediados de los ’50 al describirse la famosa estructura de doble hélice del ADN.

No era fácil describir una célula. Hubo que esperar a que las tecnologías mejoraran para poder comprobar lo que en principio era sólo una idea.

Hoy, podemos “fotografiar” el genoma (secuenciación), que está formado por ADN (o ácido desoxirribonucleico) e incluso modificar este sistema de moléculas, que contiene toda la información para desarrollar un ser vivo en el núcleo de cada célula. Hoy, si aprendes a conocer un genoma, puedes también mejorarlo.

De cómo la genómica llegó a Chile

“La genómica en Chile”, recuerda el matemático Alejandro Maass, “no partió mucho más tarde que la genómica en el mundo. Se empezó a secuenciar muy rápidamente, justo después del Genoma Humano”. Maass, Director del Laboratorio Mathomics del Centro de Modelamiento Matemático (CMM), se está remontando al año 2000, cuando Estados Unidos anunció la culminación del Proyecto Genoma Humano, que describió toda la cadena de genes que compartimos los seres humanos, generando un impulso para el área a nivel mundial.

El Estado chileno no se quedó atrás y desarrolló en 2001 los primeros concursos para hacer genómica en el país, a través del programa Genoma Chile, que fue apoyado a lo largo de la década por otros fondos como Fondequip, Fondap y la iniciativa Milenio, para nuevos centros de investigación y capacidad de estudio de primer nivel.

Según Miguel Allende, director del Centro de Regulación del Genoma (CRG), trabajar en genómica “complementa muy bien a las ciencias biológicas. Yo trabajaba en biología celular y molecular, por lo que me importaba mucho poder mirar con un enfoque genómico los problemas que me interesaban. Lo mismo les pasó a otros investigadores”.

Como al doctor Allende, científicos de otras áreas se sintieron atraídos hacia la genómica, la cual traía una novedad a la investigación local, la multidisciplinariedad. Para estudiar los genes, localizarlos en el cromosoma y determinar cómo se ordenan en el genoma, era necesario congregar a más de un campo del conocimiento. Así, a comienzos de la década de 2010 ya había medio centenar de investigadores dedicados al área: biólogos, ingenieros, informáticos, matemáticos, genetistas y científicos de otras ramas del conocimiento trabajando juntos, poniendo el foco en resolver preguntas del entorno, de Chile.

Al 2014 esa cifra se ha duplicado, contándose además con una decena de centros especializados en genómica que realizan investigaciones en microorganismos, frutales, peces, cereales y animales superiores, logrando ya la secuenciación de los genomas de la Uva Sultanina, el Salmón Atlántico, el Lupino y levaduras nacionales, entre otros.

Experiencia chilena y su proyección

Hoy la genómica chilena se desarrolla a pasos de gigante en centros de investigación de Santiago, Talca, Concepción, Temuco y otras ciudades, con distintos avances y proyecciones, con distintos fines y capacidades.

En Santiago destaca el trabajo conjunto del CRG, el CMM, la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile y el INIA, los que en conjunto lograron la secuenciación del genoma de especies productivas como el Salmón del Atlántico, criado en el sur del país, y la Uva de mesa Sultanina, cultivada en la zona central.

“Con el genoma del salmón estamos a la par con países desarrollados, gracias a lo que sabemos de su genoma, destaca el decano de Agronomía Roberto Neira. Indica que se puede mejorar la genética del salmón un 30% más rápido que antes. Para una industria nacional que mueve miles de millones de dólares anuales, es un factor relevante, y más cuando se compite y trabaja científicamente de igual a igual con naciones como Noruega o Canadá.

Para Alejandro Maass, quien participó en secuenciación de ambas especies, “tener una secuenciación es tener el mapa de esa especie. Este servirá al estudio de otras variantes de la especie (otros tipos de uvas por ejemplo), ya que tendrán con quien comparar sus datos y ver las diferencias”. Maass de alguna manera habla de la secuenciación como si fuese una piedra de Rosetta, “con la cual se podrá observar y comparar a otras variedades de la misma especie.” A su vez, permite pensar en la siguiente etapa: el mejoramiento genético.

“Y ahora”, dice el director del CRG, Miguel Allende, “nos interesan especies que habitan el norte de Chile, un ambiente extremo donde la vida se da en condiciones muy difíciles”. Para eso están estudiando bacterias, plantas y animales buscando patrones comunes que les hayan permitido adaptarse. “Aprendiendo de ellos, podríamos descubrir o reproducir esas capacidades en especies de interés, por ejemplo cultivos u otros organismos”.

Para Allende, hasta hace poco la genómica se hacía con mucha colaboración extranjera, “pero, hace tres o cuatro años, eso cambió. Ahora estamos haciendo todos los análisis y experimentos acá en Chile. Hay un ambiente de cooperación donde hay intercambio de resultados, de muestras, explorando nuevas fronteras de investigación, pero siempre con una participación en equivalencia con los pares extranjeros”.

El vino chileno

Otro centro capitalino que ha estudiado genómicamente especies de interés para la producción nacional es el Centro de Estudios en Ciencias y Tecnologías de los Alimentos (Cecta), que se ha preocupado principalmente del estudio y secuenciación de levaduras chilenas para la producción de vino, logrando un gran cepario local.

“La meta es reunir en una cepa los mejores genes para generar una tecnológicamente superior. Sin embargo, en el vino depende del gusto, el que, a su vez, cambia con el tiempo. Por lo tanto, la cepa que hoy produce un buen vino, al día siguiente no servirá porque la gente estará buscando otra característica. Por lo mismo es importante todo lo que conlleva producir nuestras levaduras: formación de gente y generación de conocimiento,” señala Claudio Martínez Fernández, director del Cecta.

Talca: La Frutilla Chilena

En la Universidad de Talca también ha surgido el interés por la genómica y cómo ésta puede ayudar a secuenciar especies nativas. Un ejemplo es la secuenciación de la Frutilla Chilena, madre de la frutilla comercial. Según explica el Dr. Raúl Herrera, líder de esta investigación, la Fragaria Chiloensis tiene características de calidad sobresalientes en cuanto a aroma, dulzor, tolerancia a ataques patógenos y altos niveles de antioxidantes, por lo que su secuenciación puede ser una gran fuente para el mejoramiento genético de la frutilla que se comercializa.

“Hemos puesto mucho esfuerzo en el mejoramiento genético de la frutilla”, dice Herrera, “y esperamos contar con individuos mejorados en un corto plazo. Sin embargo, los productores de frutilla chilena son agricultores familiares, los que no cuentan con muchos recursos para destinar a la investigación. Debido a esto dependemos del financiamiento y apoyo del Estado”. A pesar de las dificultades que implica este tipo de investigaciones, Herrera y su equipo han logrado generar una plataforma para estudiar otras especies como la papaya de los Andes.

Temuco: los cultivos del futuro

El CGNA es uno de los centros más avanzados en genómica chilena, ya que logró no sólo conocer sino mejorar genómicamente una especie vegetal. En pocas palabras, los investigadores de Temuco lograron potenciar una especie proteaginosa para que produzca más proteína que la soya, la campeona mundial en la materia. Con el fin de producir proteína para la industria de alimentos a menor costo, mejoraron la especie Lupinus luteus, de amplio uso en el sur, llamando a su creación AluProt-CGNA, y coloquialmente “súperproteico”.

Según Haroldo Salvo-Garrido, su director, el éxito del CGNA se debe a que “estamos construyendo ciencia al revés, desde las necesidades de la comunidad y del mercado, considerando incluso el costo de adquirir para el usuario el producto de la ciencia".

Salvo-Garrido destaca en el Súperproteico que “logramos su secuencia, mapa genético, posición genética de muchos caracteres de interés, lo que ha permitido desarrollar un cultivo muy productor de proteína, amigable con el ambiente, de bajo aporte de agroquímicos, de bajo tamaño y, por tanto, bajo residuo”, destacando que “realizar genómica en nuestro país nos ha permitido comenzar a dar respuestas a problemáticas que nos afectan directamente, de manera más rápida y eficiente. Por ejemplo, la gran necesidad de proteína vegetal para abastecer los diversos sistemas de alimentación animal y humana del país”.

“Vemos la genómica” dice Salvo-Garrido” como una herramienta para producir alimentos con mayor eficiencia”, ya tenemos prototipos de productos para alimentación humana, saludable (leche vegetal, estrusados, proteínas y carotenoides en arroz, pastas, etc). “¿Por qué utilizar colorantes artificiales si pueden ser naturales?, ¿por qué los chilenos no pueden alimentarse más sanamente? Me gustaría comenzar por casa, sabemos de estos temas”.

¿Y en qué estamos?

A pesar a todo lo logrado y todas las ambiciones que mantienen los especialistas de las ciencias biológicas, según los del área de matemática aún falta mucho por desarrollar y profundizar en nuestro país.

Para Maass, de estos experimentos “sacas muchos datos, pero hay que saber leerlos, interpretarlos y transformarlos en algo que dé sentido al problema que estás estudiando. El que le da la interpretación final es el biólogo, que conoce el área específica, pero la informática y la matemática lo que hacen es transformar una nube de datos en información que puede ser relevante biológicamente.”

“Si uno quiere secuenciar en Chile la multiplicidad de recursos naturales, debemos ser capaces de poder entender la complejidad de esos genomas para poder ensamblarlos. Ese es un problema que nos interesa y que estamos estudiando. Hay que pensar cómo hacer las cosas, y ese pensamiento todavía no está depurado,” expresa el matemático.

H. Salvo-Garrido va un poco más allá, señalando que el problema “no está en generar data genómica, sino en estructurar un correcto experimento e hipótesis, en el propio ambiente, que genere óptima data masiva y que nos permita asociar y entender caracteres de interés”. “Con ello la data de secuencia y el análisis genómico tiene sentido y aplicación inmediata”, dice el director del CGNA.

El mayor desafío: llevar la genómica a la sociedad

A pesar del avance de la genómica nacional, no hay una discusión social sobre su importancia. El debate se ha reducido al desarrollo de transgénicos, pero con muchos vacíos de información científica.

Según Neira, hay dos grandes motivaciones para la resistencia de la población a la manipulación del genoma: “la primera es que los transgénicos podrían producir algún daño para la salud humana, el medio ambiente o las poblaciones naturales. La segunda está en un área valórica, con personas que piensan que uno no debe transgredir la naturaleza. Esto último es inatacable, no se puede argumentar en contra de una persona que está con el ánimo de preservar lo natural, porque es un asunto de valor. Si una persona piensa así, lo único que se puede hacer es tratar de entender sus valores”.

Pero sobre transgénicos, Neira hace una salvedad. Si bien es mejoramiento genético, es solo un tipo. “Nosotros hacemos mejoramiento genético para que un individuo o una población de salmones tenga una mayor proporción de genes beneficiosos para la producción, pero estos genes son de su propio acervo genético”, contrario a un individuo transgénico el cual tiene genes de otras especies.

Por otro lado, el especialista señala que al realizar mejora genética en acuicultura con la tecnología actual se conseguirán importantes modificaciones en el genoma, pero que los problemas pueden venir de otro lado. De no tomarse los resguardos necesarios, se corre el riesgo de incidir en poblaciones originarias de peces.

“En Chile hay un tremendo impulso para hacer acuicultura con especies nativas, mas no veo ningún esfuerzo concreto por establecer o construir barreras entre las poblaciones cultivadas y las poblaciones naturales. ¡Ni siquiera se han iniciado seriamente los estudios genéticos de las poblaciones naturales como para monitorear los posibles efectos y hacer una efectiva conservación de nuestros recursos genéticos nativos!” expresa Neira.

Su reflexión deja al descubierto un área débil en el desarrollo de estas investigaciones: la falta de marcos legales. Aún no contamos con protección explícita de los recursos naturales del país, ya frente a la amenaza a las poblaciones originarias, como a la de su estudio, modificación y posterior comercialización por parte de cualquier actor, nacional o extranjero.

“Esto no tiene que ver con una amenaza externa,” reflexiona Martínez Fernández, “tiene que ver con nosotros, con cómo protegemos nuestros recursos naturales de quien sea”, refiriéndose a nacionales o extranjeros. “Si viene una persona de otro país, se dedica a recolectar muestras de todos nuestros microorganismos, se los lleva a su país y con ello nos venden productos que compramos; yo creo que el principal responsable somos nosotros, no ellos, porque somos nosotros quienes lo permitimos”.

Como todo avance pionero, la genómica chilena de nivel mundial se encuentra, se topa o se golpea, con la realidad. Más capacidad para procesar datos, más investigaciones en nuevos desafíos y más cercanía con la sociedad son los principales temas a resolver en el futuro cercano, uno donde hemos visto que estamos a la par con los más desarrollados.

Definitivamente tenemos la tecnología, y podemos reconstruir y mejorar lo que tenemos: lo que sigue no sólo se debe gestar en el mundo de la ciencia, sino también en la política y en la sociedad.

Reportaje de Lorena Jiménez en Explora.cl

volver



Otros articulos de Innovación