Ciencia

Desarrollan un programa bioinformático más barato y accesible para estudiar los genes

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La investigación, publicada en la revista Frontiers in Plant Science, ha diseñado un protocolo de laboratorio y los correspondientes programas bioinformáticos que son menos complejos que los anteriormente publicados por profesionales no expertos en bioinformática. A través de este estudio se ha demostrado que hay diferencias en la metilación de algunos genes en el almendro durante las primeras fases de floración.

La metilación del ADN es un proceso muy importante para los organismos y consiste simplemente en una modificación química de esta molécula. Es una parte de varios mecanismos diferentes que permiten regular la actividad de los genes, además pueden influir en procesos evolutivos. “Cuando iniciamos nuestros trabajos nos encontramos con que los métodos existentes para estudiar la metilación a nivel genómico exigían un gasto bastante elevado para reactivos”, señala Rosa María Ros, investigadora principal del grupo de Investigación en Sistemática Molecular, Filogeografía y Conservación en Briófitos de la UMU. Además, los programas bioinformáticos existentes para analizar los datos llevaban una documentación muy limitada y compleja. Todos estos hechos motivaron al miembro del grupo de investigación, Olaf Wener, a “buscar una solución más económica” y al desarrollo de programas bioinformáticos que fueran accesibles aquellos investigadores con escasos conocimientos en bioinformática.

El método desarrollado permite estudiar miles de fragmentos repartidos por el genoma de cientos de muestras diferentes a un coste asumible para laboratorios con un presupuesto limitado. Se validó tomando como ejemplo el almendro, en colaboración con el investigador científico Pedro Martínez-Gómez y la jóven doctora Ángela Sánchez Prudencio, ambos del grupo de Mejora Genética de Frutales del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS). Se demostró que la metilación de algunos genes en estas plantas varía durante la floración.Por el momento, la función exacta de la metilación diferencial en muchos casos no está clara, pero su conservación en la evolución de las plantas y aparición universal en el reino animal indican un papel más que relevante.

Posibles aplicaciones

“Nuestro método no tiene una aplicación en sí mismo, pero se puede usar en muchos campos diferentes de investigación” añade Olaf Werner. Una de las aplicaciones serviría para conocer los procesos evolutivos o bien para entender cómo se regula el inicio de floración del almendro, un tema muy importante en los árboles frutales, ya que, si la floración ocurre en un momento no adecuado, por ejemplo, con temperaturas bajas, se pone en peligro la cosecha del año.

Entre otros procesos curiosos en los que la metilación del ADN tiene un papel importante, se sabe que cambia en varios genes humanos en épocas de hambruna, y que los cambios que se producen en esta época terminan heredándose, en parte, a las generaciones siguientes.

“Aunque nuestra área de especialización es la Botánica, fueron los conocimientos sobre genética molecular y bioinformática del primer autor del trabajo, Olaf Werner, los que permitieron llevarlo a cabo”, concluye la experta.

Más información:

Accede al artículo A Cost Reduced Variant of Epi-Genotyping by Sequencing for Studying DNA Methylation in Non-model Organisms publicado por el grupo de investigación, conformado por Olaf Werner, Angela S. Prudencio, Elena de la Cruz-Martínez, Marta Nieto-Lugilde, Pedro Martínez Gómez y Rosa María Ros en la revista Frontiers in Plant Science a través de DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00694.

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