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ARNs y otras hierbas 09 -03-2020
En laboratorios santafesinos hallaron una "materia oscura" que "fascinaba" a Darwin

Científicos santafesinos descubrieron un elemento clave para comprender la adaptación genética de las plantas a los cambios del ambiente. El líder del equipo, Federico Ariel, explicó los alcances a El Litoral.



Cuando las fuerzas de la naturaleza convergen, la mirada encuentra a su paso una flor. Esta mágica situación se repite alrededor de todo el planeta Tierra, aunque con cambios en el paisaje, que está conformado por plantas y animales característicos de cada lugar. Al contrario sucede con los insectos, donde su apreciación de los entornos se ve condicionada por otras estéticas, que agregan a lo bello, lo útil y necesario. Así lo entendió Charles Darwin, que en sus viajes por el mundo se dedicó a investigar cómo la información genética se acondiciona para que la especie tenga más posibilidades de sobrevivir ante escenarios riesgosos y difíciles. Con el principio de “selección natural”, el reconocido naturalista inglés explicó, en su teoría sobre la perpetuación de la especie, que “las variaciones pequeñas y sucesivas” intervienen en la evolución en los animales. En la segunda mitad de su vida, focalizó sus estudios en la biología de las plantas, al punto de ser su fascinación y la de su hijo Francis, que se convirtió en un respetado fisiólogo vegetal. De hecho, sus publicaciones llegaron a proponer similitudes entre las raíces y el cerebro de los animales, y advirtieron que no era necesario pensar que las flores habían sido “hechas” solo para el ojo humano. A 151 años del “El Origen de las Especies”, en laboratorios santafesinos, han logrado identificar un mecanismo desconocido hasta el momento: el papel clave que “la materia oscura” de una molécula desempeña en el crecimiento de las raíces. El equipo de científicos liderado por Federico Ariel estudia cómo una planta reacciona ante los cambios del ambiente. 


“Las plantas también pueden ‘adaptar su desarrollo’. Si necesita captar más sol, generará más hojas. Y si necesita más agua, desarrollará una raíz más larga”, explicó Federico Ariel, de 37 años, doctor en ciencias biológicas y director del Laboratorio de Epigenética y ARNs no codificantes del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), de doble dependencia entre el Conicet y la UNL, emplazado en el campus del barrio El Pozo. Su trabajo comenzó en Argentina, pero luego viajó a Francia, donde estuvo becado por la Organización Europea de Biología Molecular (Embo). En 2016, Ariel regresó al país en el marco del Programa Raíces. En 2018 fue galardonado con el Premio Estímulo en Ciencias Biológicas de la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, y en 2019, obtuvo el Premio Fima Leloir por sus investigaciones sobre biología molecular vegetal. El reciente hallazgo sobre la “adaptación en plantas” fue elaborada en colaboración con un equipo francés, con el que forman un Laboratorio Internacional Asociado. Del mismo, forman parte los científicos santafesinos Leandro Lucero y Florencia Mammarella; y, desde Francia, Martín Crespi, doctor en Biología que dirige el Instituto de Ciencias de Plantas París-Saclay. 

 

A raíz del estudio internacional en el que lograron identificar el papel clave de una molécula en el crecimiento de las raíces de las plantas, pronostican que tendrán un gran impacto en el ámbito científico. En un hueco en sus actividades, Ariel explicó los alcances del hallazgo a El Litoral. De forma muy didáctica, en la entrevista pidió paciencia para dilucidar de qué se trata el descubrimiento; mientras, aclaró que es bastante complejo de entender, pero muy interesante para comprender. Para empezar, consideró importante distinguir dos conceptos: Gen, un segmento de ADN que contiene información y la codifica en proteínas; Genoma, el conjunto genético total de un ser vivo. “En la secuencia total del ADN humano, solo el 2% está compuesto por genes, mientras que al resto se la ha denominado durante mucho tiempo como ADN basura o “materia oscura”. Sin embargo, más recientemente hemos descubierto que a pesar de no codificar proteínas, esa masa de ADN lo que produce es ARN. Normalmente, el ARN funciona como la molécula mensajera entre ADN y proteínas. Pero, hay un gran porcentaje de ARN que no produce proteínas, a los que se llama ‘ARN no codificantes”. Estos últimos son los que estudian en el Instituto santafesino.


—¿Por qué es necesario estudiar este segmento tan misterioso, denominado la materia oscura del genoma?


—Durante gran parte del siglo XX se ha estudiado solo lo “visible” del genoma. Ahora, nos damos cuenta que todo lo “oculto” sirve para controlar dónde se expresan o no los genes. Por ejemplo, se ha encontrado que la desregulación de ARNs no codificantes está muy relacionada a la progresión de tumores. Mientras, en el caso de las plantas, tiene que ver con la adaptación al entorno.


En nuestro estudio, encontramos que uno de estos “ARN no codificantes” organizan cómo la información genética se distribuye espacialmente en el núcleo de una célula eucariota. El genoma es el mismo, pero la combinación de los distintos genes modifica la información. Es como en Rayuela de Cortázar, el texto es el mismo, pero la historia cambia según se la lea de corrido o salteando capítulos. En este caso el texto sería el genoma, y el destino de una célula cambia si el gen del capítulo 1 se sigue del 2, o si está más cerca del gen del capítulo 57. 


Lo que hicimos en el laboratorio fue encontrar un mecanismo por el cual las plantas controlan que los genes se acerquen o se separen, en función de cuál es el destino de esa célula. Creemos que es importante entender cómo se comporta esta organización celular, ya que el rol de cada gen está asociado a su activación y represión ante un evento del desarrollo o en respuesta a cambios en el ambiente.

 

Enigma vegetal. Encontraron cómo uno de los “la materia oscura” del ADN controlan los genes de la planta.Foto: Luis Cetraro

 

—¿Cómo desarrollaron la investigación?

 


—Llevamos a cabo una serie de experimentos bioquímicos, de biología molecular y microscopía, en la planta modelo Arabidopsis thaliana para investigar el rol de un ARN no codificante (al que llamamos APOLO). 


Primero, descubrimos que APOLO reconoce a sus genes blanco y los organiza espacialmente. De esta manera, la expresión de estos genes varía y, en consecuencia, las raíces de las plantas se desarrollan de manera diferente. 


Al desregular este ARN no codificante de manera artificial, encontramos modificaciones en la raíz de la planta. Luego, dedujimos que APOLO reagrupaba espacialmente los genes para que se expresen juntos y desarrollar así una raíz lateral. 


—¿Qué implicancias concretas podría tener este descubrimiento? 


—En función de estos resultados, podríamos encontrar moléculas homólogas a APOLO que cumplan una función equivalente en cultivos de importancia agronómica y alimentaria. El caso que ya estamos estudiando lo llevan adelante Florencia Mammarella y Leandro (Lucero). Estamos investigando los mecanismos equivalentes en el tomate, llegado el caso podría convertirse en la llave para aumentar su capacidad de aprovechamiento del agua y nutrientes del suelo.


En Argentina, estamos acostumbrados mayormente a cultivos extensivos de una misma especie. En otros países, la agricultura es mucho más compleja. Es un circuito sustentable que requiere de mayor inversión y más mano de obra, pero la contraparte es que genera más riqueza, y de manera más respetuosa del ambiente. 


Por eso, creo que es necesario entender mejor las plantas para diseñar estrategias de agricultura sustentable. Por ejemplo, puede haber un cultivo de palta que hace sombra a la siembra de café y cacao en un mismo terreno que, a la vez, nutren el suelo para alimentar a otra especie. De nuestra parte, podemos aportar conocimientos sobre el desarrollo de las plantas en función del ambiente. El resto nos excede, es política de Estado.

 

Mucho más que un yuyo:  arabidopsis thaliana


Así como el imaginario común convoca a la figura de los ratoncitos blancos en los experimentos de ciencia animal, en los laboratorios de ciencia vegetal sucede lo mismo con la Arabidopsis thaliana. Pertenece a la familia de las brasicáceas y está distribuida, mayormente, en Europa, Asia, y el noroeste de África. Es de tamaño pequeño y con un ciclo vital relativamente corto; fácil de cruzar y transformar, muy prolífica y de genoma corto. Todas estas propiedades la han convertido en una planta modelo para estudios a nivel genético, gracias a la adaptación y la tolerancia a estress ambientales. Sobre el uso de esta noble planta, Ariel especificó que “al ser un modelo muy simples, sirve para responder preguntas muy complejas”. 
 

Foto: El Litoral

 

 

Impacto


Se conoce como paper a una publicación científica. En el ámbito académico, su impacto se mide según la cantidad de citas que recibe al momento de ahondar en explicaciones sobre una temática específica.


Atendiendo a la relevancia de la revista en la que es publicada, la valoración es cada vez mayor. 


Los investigadores evalúan que será de “alto impacto”: “Creemos que será de gran importancia para la comunidad científica, ya que significa que es aplicable a otras investigaciones. El prestigio de la revista donde publiquemos respalda que nuestro trabajo sea bien valorado”.

 

Reconocimiento en una difícil coyuntura


“Entiendo este premio como un reconocimiento a la resistencia. Pero si hubiéramos dejado las pipetas para ocupar las calles, nos habrían ganado la batalla”, sostuvo Ariel al recibir el Premio Fima Leloir 2019. El discurso del científico santafesino se volvió viral por sus críticas al “doble discurso” del gobierno de Mauricio Macri, quien prometió duplicar la inversión en ciencia pero en su lugar, arrasó con el sector.


Luego del destrato recibido, dice que se siente “esperanzado” con la nueva gestión nacional en el sector científico. Por lo que destacó que el Conicet ya haya elevado los estipendios de los becarios, ampliado los cupos de ingreso para las carreras de investigador y técnicos de apoyo, junto a la incipiente mejoría en los subsidios para las investigaciones. 


Sin embargo, realiza un paréntesis sobre los tiempos que demandará reencauzar los descalabros en el área: “Nos promocionaron el discurso meritocrático, pero los mejores promedios de las universidades recibían becas doctorales que se encontraban rayando la línea de la pobreza. Creo que los próximos dos años van a ser todavía muy duros, no va a ser nada fácil recomponer la situación”.


Asimismo, consideró “necesaria la estabilidad económica”: “Todos nuestros insumos están dolarizados, la mayor parte de los experimentos más costosos de nuestro proyecto son financiados por nuestros colaboradores franceses. Hoy, es imposible hacer ciencia de nivel internacional con subsidios argentinos. En el país no tenemos suficiente plata para trabajar, y la aprobación de los subsidios son lentos en sus plazos”. 


Por una mejor ciencia provincial


Frente al cambio de gestión provincial, defiende a los científicos y tira dardos para ambos lados de la línea histórica. Menciona que el gobierno anterior tenía una mirada muy utilitaria de la ciencia apoyando principalmente a la ciencia aplicada y transferencia tecnológica, pero le preocupa que ahora, en vez de mejorarlo, se haya devaluado la jerarquía de la cartera al incluirla en el ministerio de Producción. 


“Nuestro Instituto ha recibido de la gestión anterior el apoyo a un proyecto de base tecnológica, y que por lo pronto también está siendo sostenido por la actual administración, lo cual es una buena práctica de continuidad de políticas de estado. Sin embargo, en nuestro grupo en particular nos dedicamos a la ciencia básica, que ha sido relegada en el financiamiento provincial de los últimos años”, agrega Ariel.


A priori, dice que el cambio de cartera le parece una “mala señal” y “conceptualmente grave”. “La ciencia no sirve solo para generar riqueza directa. El sector científico debe poder articular programas con distintos ministerios; pero, así, solo parece circunscribirse a la órbita de la Producción. Quizá es cuestión organizativa o una muestra de austeridad, es muy temprano para hacer un diagnóstico. Existe una ley de financiamiento de la ciencia en Santa Fe, que entendemos que será respetada. Estamos pendientes de que así sea”, menciona.


Por último, agrega: “Tenemos un montón de cosas para aportar a la toma de decisiones. Aún así, para transferir los conocimientos generados a tecnologías o mejoras sociales, necesitamos instituciones especializadas que se ocupen de las etapas intermedias. Habría que consolidar a instituciones como el INTA o el INTI y generar nuevas. El Laboratorio Industrial Farmacéutico provincial es un ejemplo virtuoso. El concepto de “científico emprendedor” es un mal invento local, en los países desarrollados no existe eso”. 



 




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