El caupí, también conocido como frijol chino o frijol de carita, es mucho más que una comida para la población que vive en las regiones Norte y Nordeste de Brasil. El grano es uno de los principales componentes de la dieta alimentaria y fuente de proteína capaz de suplir el consumo de carne roja, muchas veces escasa. Encontrado no sólo en Brasil pero además en norte de África y en los Estados Unidos, también impulsa la agricultura familiar, por ocupar buena parte del área cultivada y generar miles de empleos. La razón de su importancia está en la adaptabilidad a condiciones de suelo y clima desfavorables, donde otras leguminosas normalmente no se desarrollarían.

En Brasil, la productividad del caupí puede afectarse tanto por factores como seca y salinidad como por virosis transmitidas por insectos, entre otras enfermedades. Para investigar cuales genes son determinantes para la superación de esas adversidades, investigadores del Laboratorio de Genética y Biotecnología Vegetal de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE) crearon el Consorcio del Genoma Caupí, que generó bancos de datos de caso-control para fines de mejoramiento genético, teniendo como objetivo producir formas cultivadas más adaptadas al entorno. “Ese consorcio generó más de 500 millones de secuencias expresadas de esa cultura bajo diferentes condiciones experimentales, una especie de atlas de sus genes importantes”, afirma el jefe del laboratorio de UFPE, Ana Benko-Iseppon.

Para la investigadora, esas informaciones son importantes para la agronomía del punto de vista económico, pues las mejorías en las técnicas de cultivo pueden generar nuevas maneras de uso y ampliar el mercado de consumo. “Los mejoristas cruzan una forma cultivada resistente a determinada enfermedad con la cual no tiene el gene de resistencia. Conociendo el gene por su expresión, es posible generar marcadores de ADN que permiten la identificación de plantas que contienen el gene de interés para el mejoramiento de la especie”, explica.

El Laboratorio de Genética y Biotecnología Vegetal de UFPE tienen proyectos en colaboración con las universidades de Frankfurt, en Alemania, de Potsdam, de Luxemburgo, de Virginia, en los Estados Unidos, Sherbook y McGill, ambas en Canadá. En Brasil, la alianza es más intensa con varios centros de Empresa Brasileña de Agropecuaria (Embrapa) y la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp).

Por el costo elevado en mantener un secuenciador de genoma de última generación en Brasil con producción en longa escala, los cultivares de caupí han sido secuenciadas en servicios subcontratados en el exterior. Después, UFPE realiza el proceso de montaje del transcriptoma, es decir, de cuales genes están siendo expresados en que situación, si comparados con el genoma, que comprende el conjunto de todas las secuencias de DNA de los individuos analizados. “Esos datos forman bibliotecas genómicas, que están disponibles para consulta de otros investigadores y que necesitan ser comparadas con datos de otras plantas depositados en bancos genéticos alrededor del planeta”, complementa Ana.

En 2014, tras la aprobación de un proyecto en convocatoria Biología Computacional de la Coordinación de Perfeccionamiento de Personal de Nivel Superior (Capes), el Núcleo de TI de UFPE, en alianza con RNP, instaló una arquitectura de fibra óptica exclusiva para el laboratorio, en paralelo con la red que atiende todo el campus de la universidad. Esa infraestructura, la Science DMZ, aceleró la transferencia de datos entre el laboratorio y las instituciones socias y facilitó la conexión de la red académica con la red del proyecto, llamada InterSis, que estudia interacciones bióticas de varios organismos usando herramientas de bioinformática. La red incluye 14 grupos de trabajo en ocho instituciones brasileñas de cinco estados, además de cinco socios internacionales.

De acuerdo con Ana Benko-Iseppon, antes del Science DMZ, los trabajos de esa red estaban comprometidos, pues, para enviar datos de investigaciones, no era posible realizar una transferencia vía internet, una vez que el seguimiento de genomas generaba grandes paquetes de datos, en la orden de terabytes. “Sin el Science DMZ, nuestros laboratorios serían islas aisladas, sin posibilidad de comparación de nuestros datos con los muchos genomas y transcriptomas disponibles en el planeta”.

En el ámbito de la red InterSis, el laboratorio de UFPE mantienen otros proyectos de carácter estratégico para el Nordeste, como el estudio de la vid cultivada en la región del río San Francisco, que sufre un problema grave de infección por una bacteria del género Xanthomonas. Otro estudio observa una leguminosa arbórea llamada catingueira (Poincianella pyramidalis) usada por el pueblerino para alimentar el ganado. Por ser resistente a la seca y a la salinidad, esa planta puede ayudar a recuperar suelos degradados, por la simbiosis con microrganismos del suelo.

Para Ana Benko-Iseppon, esas plantas son interesantes por ser pioneras, creciendo donde ninguna otra logra sobrevivir. “Como en el Semiárido el área cultivable es reducida, y más se cosecha que se planta, es necesario revertir un suelo sin materia orgánica en tierra con más nutrientes. La investigación en genética vegetal se convierte importante ante del calentamiento global y de los cambios climáticos provocados”, concluye.

La estimación es que, hasta el final de 2017, se generen más de 5 mil millones de secuencias de genes de los organismos de interés, demandando el análisis de una centena de investigadores, incluso estudiantes de posgrado. La red InterSis también es responsable por la capacitación de personal en el área de bioinformática, con cursos impartidos por docentes brasileños y extranjeros.

Publicado: 10/2016

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