Inbioteca e IDR de Francia investigan mutaciones en el maíz Académicos de ambas instituciones comparten resultados de investigación Daniel Grimanelli realizó una estancia en la UV e impartió un seminario a estudiantes de posgrado David Sandoval

Como resultado de una estancia de investigación en el laboratorio de epigenética del Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada (Inbioteca) de la Universidad Veracruzana (UV), el investigador Daniel Grimanelli, del Institute de Recherche pour le Développement (IRD) de Francia, y Mario Arteaga Vázquez, académico de Inbioteca, compartieron los avances logrados y la importancia de estudiar el maíz mexicano.

Durante el verano Grimanelli realizó una estancia de dos meses en la que compartió resultados de las pruebas realizadas a las semillas de maíz que forman parte del proyecto de colaboración “Epimaize: estudio de la herencia epigenética durante la formación de las semillas de maíz”.

“El principal interés de la estancia era participar en el proyecto y utilizar las bases de datos de los genes que se han desarrollado”, comentó Grimanelli.

Por su parte, Arteaga Vázquez recordó que conoció al científico francés cuando cursó su doctorado en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) de Guanajuato y posteriormente realizó un posdoctorado en la Universidad de Arizona con la investigadora Victoria Chandler; “el gran tema de su laboratorio era un mecanismo de regulación que permite modificar la expresión de genes, es decir, las experiencias vividas por los abuelos pueden
ser transmitidas a los nietos, a las futuras generaciones, esto se llama herencia transgeneracional”, explicó.

El fenómeno que estudia en Inbioteca se conoce como paramutación e involucra “cambios en la expresión de genes que no se deben a modificaciones en la secuencia del ADN, es decir, que no ocurren por mutaciones, de ahí el término.
A diferencia de una mutación clásica, la paramutación ocurre de manera dirigida, en este caso se regulan genes y puede ser reversible, aunado a ello utilizamos como modelo el maíz”.

Señaló que se ha generado una gran cultura genética del maíz desde hace muchos años y en este laboratorio buscan descubrir las bases moleculares del mecanismo que permite regular los genes a lo largo de las generaciones. Con tal objetivo utilizaron genes involucrados en darle pigmentación al maíz con el gen B1, “cuando está muy activo hace que las semillas del maíz sean moradas, este gen puede ser regulado por medio de cambios epigenéticos, es decir, cambios que no se deben a las mutaciones en el ADN, además son estables y pueden ser heredados a futuras generaciones”.

Daniel Grimanelli y Mario Arteaga

Explicó que la forma en que se hereda este tipo de regulaciones es semejante a cómo se heredan ciertos tipos de cáncer y enfermedades neuro-degenerativas. “Muchas enfermedades de las que todavía se desconoce el componente genético, sabemos que probablemente tengan un componente epigenético, es por ello que usando como modelos las plantas podemos llegar a entender –mediante la generación de modelos– cómo ocurre la herencia de estas enfermedades en humanos.”

La gran ventaja de trabajar con maíz es que es muy fácil generar mutaciones sin usar transgénicos, abundó; “haciendo estos experimentos encontramos mutaciones que interrumpen el proceso, es decir, no se logra la regulación de este gen que está involucrado también en la formación de las semillas”.

Investigación con estudiantes de posgrado
En relación con la estancia de Grimanelli, el académico mexicano detalló que además de la realización de experimentos en el laboratorio impartió un curso de epigenética a estudiantes de posgrado y licenciatura, además de un seminario institucional.

Los experimentos en laboratorio consistieron en analizar genes que están modificados y una forma que existe actualmente para saber qué genes se desregularon a partir de la mutación es comparando con aquellos que no han tenido modificaciones.

Al trabajar con el estudiante del doctorado Omar Oltehua López, ambos identificaron un grupo de genes que seguirán analizando, mientras que el alumno realizará una estancia con Grimanelli en el laboratorio del IDR, primero durante un periodo corto y posteriormente será de un año.

“La idea es tener proyectos de investigación para hacer ciencia de calidad y participar activamente en la formación de recursos humanos, por tal razón este tipo de proyectos brindan la oportunidad de vincular instituciones y sirven para establecer una vía de intercambio de estudiantes con instituciones de excelencia como el IRD.”

Omar Oltehua es el primer universitario que formará parte de esta iniciativa y se pretende mantener una constante de intercambio entre ambos laboratorios.

Dos elementos que destacó de este tipo de estudios es que se sabe cómo generar semillas pero se conoce muy poco acerca de los procesos moleculares que ocurren en la formación de las mismas. “Si estamos planteando que la humanidad depende del consumo de semillas como maíz, arroz y trigo, es impresionante que con todos los avances de la genética, a estas alturas no sabemos a ciencia cierta cómo funciona la regulación para hacer las semillas”, reconoció. Los genetistas generan mutantes basados en el principio de ingeniería reversa, mediante el que se descompone un elemento para tratar de determinar su función, “eso es justamente el gran poder de hacer mutación química en el maíz, al azar se descomponen genes y luego se busca cuáles están involucrados en el proceso que nos interesa”. Cambio de paradigma en la investigación genética Respecto a cómo aborda actualmente la comunidad científica los estudios sobre genética, Daniel Grimanelli subrayó que ha sucedido un cambio de paradigma “que podría resumirse en aquella aseveración respecto a que los genes lo explican todo hacia la interacción con el medio ambiente y los genes, hace algunos años salió a la luz como una explicación a muchos fenómenos, por eso sabemos que es un tema que tendrá resonancia dado que existe un interés científico muy grande”.

Puntualizó que la biología en humanos y plantas es muy distinta, sin embargo existe la evidencia en humanos que algunas sustancias como el Bisfenol A, que se utilizaba en la elaboración de botellas de plástico y biberones, produce cambios hormonales en pequeña escala.

También hay una creciente evidencia, aunque discutida, que estos cambios se pueden notar en generaciones futuras, “a pesar de que están bien documentadas son difíciles de analizar en humanos por muchas razones, incluyendo el factor temporal, que necesitaríamos 90 años para estudiar tres generaciones”.

Trabajando con plantas es posible generar un modelo experimental que permite acercarnos a los mecanismos fundamentales que están detrás de esta herencia transgeneracional, apuntó el científico francés, “es muy difícil hacerlo en humanos obviamente, pero en términos generales las plantas son una forma fantástica para hacerlo.

”Toda la información que tenemos hasta la fecha nos sugiere que los mecanismos fundamentales que están detrás de estos procesos son muy conservados, desde las bacterias hasta plantas y humanos.”

El investigador resaltó las ventajas de estudiar el maíz ya que “es un excelente modelo experimental con un siglo de ser trabajado como tal, entonces tenemos herramientas interesantes para trabajarlo y además es una planta socialmente importante, de por sí es la primera planta cultivada en el mundo y su importancia en México no tiene duda, ofrece una diversidad natural fantástica para estudiar mecanismos biológicos, entonces tenemos dos atractivos en la misma planta: un muy buen modelo experimental y una planta que tiene interés económico, social y cultural”.

Grimanelli opinó que es muy enriquecedor trabajar con una planta que permite hacer ciencia de alto nivel y potencialmente contribuir a la riqueza agrícola, así como entender los procesos culturales fundamentales de
su domesticación.

Sobre los transgénicos en México
Al hablar sobre mutaciones genéticas se solicitó la opinión de ambos expertos sobre el tema del maíz transgénico, a lo que Mario Arteaga respondió: “En México la regulación de los organismos genéticamente modificados o transgénicos no es muy buena, aunque ha habido avances como la Comisión Intersecretarial de Bioseguridad de los Organismos Genéticamente Modificados (Cibiogem), que regula el trámite de permisos y se encarga de establecer las políticas relativas a la seguridad de la biotecnología respecto al uso seguro de los organismos genéticamente modificados”.

Lo complicado, advirtió, “es entender que los transgenes son una herramienta fundamental que permiten realizar la ingeniería reversa”.

En cuanto al tema del maíz, Cibiogem regula el número de permisos para cultivar las variedades transgénicas, “lo curioso es que 95 por ciento de permisos que existen son de compañías como Monsanto, es decir, existe una regulación pero los permisos son de grandes compañías y es inusual que un instituto pida un permiso para probar maíz transgénico ya que poder cumplir con todos los requerimientos es complicado”.

Los científicos destacaron la importancia de estudiar las variedades mexicanas de la planta "La ventaja de trabajar con maíz es que es muy fácil generar mutaciones sin usar transgénicos”

Existe regulación y en teoría debería existir una entidad de monitoreo en cada estado del país que reportara a Cibiogem, sin embargo hasta el año pasado no existía en Veracruz un nodo de detección de transgenes, apuntó.
“Es algo tan grande y difícil de controlar que se necesita el apoyo de cada estado, esta información es pública y se puede observar cuáles nodos están activos y cuáles no.”

Arteaga Vázquez reconoció que hay razón en proteger los recursos del país, pero “no se puede expresar un doble discurso en el que tienes científicos que trabajan con transgenes y van y hacen una manifestación en el zócalo para decir no a los transgénicos, pero sí los usan como herramienta, tienen que ser muy claros en su planteamiento.”

México tiene como característica ser el centro de diversidad del maíz, existe mucho creciendo en la naturaleza; por el contrario, en Europa no existe el maíz criollo, tampoco en Estados Unidos, observó Grimanelli.

En Estados Unidos los transgénicos se comprenden de forma muy distinta, agregó, es una herramienta de agricultura productiva e industrial que busca maximizar el valor del producto y el resultado es impresionante, “creo que al día de hoy es imposible no vender maíz transgénico a los agricultores y lo siembran porque le ven un beneficio real”.

Los científicos apuntaron que a la fecha no hay bancos de maíz en el país que permitan conservar su diversidad, aunque existían depósitos en lugares como Guadalajara; “México no tiene bancos que permitan guardar semillas de maíz para alimentación y justamente es una de las preocupaciones porque tenemos que importar maíz y poca gente sabe que tenemos más de 10 años comiendo maíz transgénico porque es importado”, observó Mario Arteaga.

“En los medios amarillistas juegan con la expresión ‘no a los organismos genéticamente modificados’, pero si no se permitieran, muchos diabéticos se morirían porque la insulina se produce mediante estos organismos; por ello hay que
tener cuidado con las declaraciones”, apuntó.

Al respecto, Daniel Grimanelli precisó que “nosotros somos organismos increíblemente transgénicos, por ejemplo cuando me ataca el virus de la gripe, me hace transgénico. Por ello cuando se comenzó a investigar el genoma comenzaron a aparecer miles de transgénicos que surgieron de manera natural, prácticamente el medio ambiente forma transgénicos todo el tiempo”.