Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/119/16
Ciudad de México, 31 de mayo de 2016

• Identifican genes y hormonas vegetales decisivas en el crecimiento de frutos en planta modelo, cuya aplicación se podría ver reflejada en frutas y verduras de consumo humano mejoradas genéticamente.
• Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias en el área de ciencias naturales 2015, Stefan de Folter dirige un grupo dedicado al estudio de circuitos regulatorios del crecimiento de plantas.

Doctor Stefan de Folter, del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav, reconocido con el Premio de Investigación 2015 de la Academia Mexicana de Ciencias, en el área de ciencias naturales.
Foto: AMC/Elizabeth Ruiz Jaimes.
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Esta información puede servir para mejorar frutos de consumo humano y así lograr que tengan menos semillas, que sean de mayor tamaño, de diferente forma o acelerar su maduración.

En un futuro se podrían comprar en el mercado jitomates, papayas incluso tunas sin semilla, gracias a la ingeniería genética, o lograr algún otro tipo de arquitectura específica en las frutas y verduras que consumimos. Esta línea de investigación es la que estudia el doctor Stefan de Folter al frente del grupo de Genómica Funcional de Desarrollo de Plantas del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio), del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).

El investigador junto con su equipo de colaboradores busca identificar los factores de transcripción, proteínas y genes involucrados en la formación del gineceo –la parte femenina de las flores que protege a los óvulos en formación– de la planta Arabidopsis thaliana para detectar los mecanismos involucrados en las distintas etapas de desarrollo de su fruto. Entre los resultados que han obtenido se encuentra el hallazgo de un circuito regulatorio de dos hormonas vegetales, las auxinas y citocininas, que participan en la formación de este órgano. “Pensamos que las citocininas tienen que ver con el número de semillas en el fruto y su tamaño”, comentó el investigador.

“El gineceo, también conocido como pistilo, se convierte en el fruto de la planta por lo que conocer la interacción entre la auxina y la citocinina, cruciales para el desarrollo de las plantas en este órgano, es muy importante, ya que trabajan en conjunto. Queremos entender cómo actúan durante sus distintas etapas de desarrollo, cómo es que modulan las funciones de los genes y aclarar qué papel juegan los factores de transcripción en este circuito regulatorio”, dijo De Folter, quien se hizo merecedor del Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias 2015, en el área de ciencias naturales.

Cuando una planta empieza a florecer se forman botones florales, en cuyo centro se desarrolla el gineceo, que contiene a los óvulos. Cuando el polen fecunda a los óvulos comienza su desarrollo como semilla, mientras que el gineceo empieza a desarrollarse como fruto. La activación e inactivación de genes es fundamental para el correcto desarrollo de dicho órgano.

“Uno de nuestros proyectos es identificar nuevos genes que participan y guían los procesos del desarrollo del fruto. Además, buscamos analizar cuáles son las interacciones de los factores de transcripción (que regulan la expresión de genes) en dos niveles: cómo se asocian unos con otros para modular sus funciones, y cómo interactúan con los genes que regulan”, señaló el especialista en biotecnología de plantas.

Stefan quiere contestar preguntas básicas como: ¿para qué sirve el gen X de Arabidopsis?, ¿qué pasa si se apaga?, ¿qué pasa si se sobre expresa en la planta? También investiga si lo mismo sucede en otros frutos diferentes, como el del jitomate. Esta información puede servir para mejorar frutos de consumo humano y así lograr que tengan menos semillas, que sean de mayor tamaño, de diferente forma o acelerar su maduración.

Arabidopsis thaliana es una planta modelo muy utilizada en los laboratorios, ya que su genoma es relativamente pequeño comparado con otras plantas que producen flores, su genoma contiene 125 megabases de información, tiene cerca de 27 000 genes que codifican para proteínas y 6 000 que no codifican para proteínas. La disponibilidad del genoma y su tamaño facilitan mucho los estudios de mutagénesis y clonación de genes. Además, su ciclo de vida dura entre seis y ocho semanas desde que se siembra la semilla hasta que se obtiene la primera generación que se vuelve a cultivar hasta obtener la planta con las mutaciones deseadas.

Un estímulo para seguir haciendo ingeniería genética
El director del Langebio, Luis Herrera Estrella, destacó que “una de las grandes contribuciones de Stefan fue hacer un primer estudio a gran escala que se publicó en la revista The Plant Cell para identificar las posibles interacciones entre los diferentes factores de transcripción llamados MADS-box de A. thaliana. Este estudio permitió determinar el complejo grado de interacciones entre los MADS-box de Arabidopsis e identificar algunos miembros de esta familia que actúan como centros de comunicación que interconectan los diferentes procesos metabólicos y de desarrollo en la formación de los frutos”.

Con dicho estudio se sentaron las bases para el análisis de las interacciones proteína-proteína de esta planta. Herrera comentó que el Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias otorgado a De Folter “es un gran aliciente para que el investigador continúe construyendo un programa competitivo a nivel internacional y siga contribuyendo a la formación de los recursos humanos que nuestro país necesita para verdaderamente hacer de la investigación científica y tecnológica uno de los motores de desarrollo de nuestro país”.

Sobre el Premio, que se otorga a investigadores menores de 40 años en el caso de los hombres y menores de 43 años en el de las mujeres, el doctor Stefan de Folter se dijo muy contento por el galardón, el cual no solo es un reconocimiento a su trabajo, sino al del grupo de investigación que colabora con él en Langebio, esencialmente estudiantes de licenciatura y doctorado, y que se nutre de colaboraciones con laboratorios en otros países. “Es un indicio de que estamos haciendo bien el trabajo y lo vamos a continuar”.

De origen neerlandés, De Folter llegó a México en 2006 cuando realizó una estancia corta en el Instituto de Ecología de la UNAM. En 2007 aceptó dirigir el grupo de investigación Genómica Funcional del Desarrollo de Plantas en Langebio, en Irapuato, Guanajuato. Es coautor de más de 50 artículos que se han publicado en revistas de arbitraje como Trends in Plant Science, Molecular Biology and Evolution, Nature Communications, The Plant Cell, Plant Physiology, The Plant Journal, entre otras. En 2014 fue nombrado miembro del “Faculty of 1000”, una plataforma digital en la cual se recomienda la lectura de las publicaciones más destacadas de un investigador a la comunidad científica. Asimismo, fue nombrado editor asociado de la revista internacional Frontiers in Plant Science.

Luz Olivia Badillo.