Genoma de la seta ostra
Biología

Genoma de la seta ostra

(NC&T/U.Navarra) El equipo investigador del proyecto está integrado por científicos de diecinueve universidades y centros de Europa, Canadá, Japón, Israel y Estados Unidos.

El proyecto, seleccionado entre los más de 400 que se presentaron a la convocatoria anual del Instituto de Genómica (Joint Genome Institute, JGI), dependiente de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía estadounidense, es, de los más de 40 que finalmente se van a llevar a cabo, uno de los siete coordinados por una institución europea y el único liderado por un español.

La seta ostra, Pleurotus ostreatus, es el primer hongo comestible que se va a secuenciar en el mundo, pero aparte de las características que la hacen beneficiosa para su consumo –es rica en vitaminas y proteínas–, esta seta sirve de modelo para estudiar el ciclo del CO2 –uno de los principales gases de efecto invernadero– y tiene un alto potencial para su uso en biorremediación –biodegradación de contaminantes–, motivos por los que, junto con otros cultivos como la yuca o el algodón, ha sido seleccionada para su secuenciación por el Instituto de Genómica estadounidense.

La seta ostra participa activamente en la recirculación del carbono a nivel global, en la medida que este hongo es un degradador de lignina, un componente de la madera de los árboles y otras plantas que constituye el segundo depósito de carbono más importante que hay en la Biosfera. "La degradación de este compuesto es un paso necesario para que la celulosa –el principal depósito de carbono– pueda transformarse en biocombustible", explica el catedrático Pisabarro.

Además, hay que tener en cuenta que la lignina tiene una composición química de muy difícil degradación, "similar a la de algunos compuestos contaminantes que el hombre libera al medio ambiente, como determinados colorantes o aceites, y subproductos de la industria de la madera como la pulpa y el papel", señala.

Por lo tanto, el estudio del funcionamiento de la seta ostra y de sus estrategias para adaptarse a su entorno de crecimiento y degradar la lignina, que se encuentra en los restos de agricultura o en la madera en descomposición en el medio natural, puede servir para desarrollar sistemas que permitan eliminar esos contaminantes del medio ambiente.

La seta ostra es, también, un hongo que se cultiva industrialmente, por lo que del estudio de su organización genética se podrán extraer conclusiones para determinar qué es necesario para que muchas setas que no se pueden cultivar industrialmente, como, por ejemplo, el "hongo beltza" o Boletus aereus, puedan producirse intensivamente.

El grupo de Genética y Microbiología de la Universidad Pública de Navarra, al que pertenece el profesor Pisabarro y cuya responsable es la catedrática Lucía Ramírez Nasto, que también participa en este proyecto, lleva trabajando con el material genético de la seta ostra desde 1994, fundamentalmente con financiación de los Planes Nacionales de Biotecnología y de Agricultura.

Durante este tiempo, el Grupo ha establecido las bases genéticas que hacen viable el proyecto de secuenciación y ha secuenciado en torno a 350 mil "letras" del genoma de esta seta, lo que corresponde al 1% del genoma total, "una parte mínima, aunque significativa para estimar parámetros generales del genoma como cuántos genes hay o cómo están organizados", indica el catedrático Pisabarro.

El genoma completo de la seta ostra contiene 70 millones de "letras" o bases, que se hallan repartidos en dos copias equivalentes, puesto que este hongo, al igual que el ser humano, tiene una doble copia de cada cromosoma. Sin embargo, el proyecto de secuenciación del genoma completo supondrá manejar un volumen de 280 millones de letras, "ya que hay que leer varias veces cada uno de los dos juegos de genes para asegurar un buen resultado. Es como un texto complicado que exige cerciorarse de que no haya errores en lo que se ha leído", apunta el profesor.

Para entender lo que esto supone, Pisabarro pone un ejemplo: "70 millones de letras equivaldrían a un volumen de más de 11.500 páginas de texto. Si las páginas fueran folios normales, puestas en fila ocuparían una distancia de más de 3,5 kilómetros, y las letras, escritas en una sola fila, ocuparían una distancia de 141 km. El genoma del hongo tiene dos juegos, por lo tanto, cada juego tendría unas 6.000 páginas en los que estimamos que habrá cerca de 12.000 genes, aproximadamente dos genes por página". De modo que, "la gran tarea será, entonces, determinar dónde comienzan y acaban cada uno de esos genes, qué hacen y cómo lo hacen", concluye.

Tras la selección del proyecto por el Instituto de Genómica estadounidense, éste será el encargado de llevar a cabo el trabajo de secuenciación y análisis informático, una tarea cuyo precio en el mercado ascendería a los 8 ó 9 millones de euros, "un coste inasequible para un equipo de investigación".

Así, en los laboratorios de la Universidad Pública de Navarra se va a purificar el ADN de la seta ostra, que se enviará al Instituto de Genómica para que lo secuencien. Aproximadamente dentro de un año, el JGI habrá realizado una primera lectura de los 70 millones de letras del genoma. Y, de nuevo, el laboratorio de la Universidad Pública de Navarra será el encargado de ordenar los fragmentos secuenciados y coordinar el resto de los trabajos del proyecto.

El archivo informático resultante de la secuenciación que, en definitiva, contendrá "páginas de letras de código genético", llegará a la Universidad Pública de Navarra y se repartirá entre los demás laboratorios participantes para realizar la anotación del genoma, una tarea que consiste en identificar cada uno de los genes que configuran la seta ostra, es decir, la constitución genética de su organismo.

Según explica el catedrático Pisabarro, "la vida apareció en la Tierra hace unos 3.000 millones de años. La evolución que ha dado lugar al hongo cuyo ADN se va a purificar ha pasado por esos 3.000 millones de años, al igual que el ser humano. Por lo tanto, en su genoma hay 3.000 millones de años de historia y el objetivo de la secuenciación es leer esa historia, lo que nos ayudará a entender su biología, su reproducción, y mejorar su utilización".

Además, "la lectura de la historia evolutiva registrada en el genoma de la seta ostra y su comparación con las otras historias registradas en los otros genomas que han sido o están siendo secuenciados -humano, animales, vegetales y microbianos- permite obtener una visión más general y rica de la evolución de la vida sobre la Tierra", añade el profesor.

En el segundo año del proyecto, se completará la lectura del genoma y se perfeccionará la anotación de los genes. Al final, toda la información se pondrá a disposición de la comunidad científica gratuitamente.
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