Secuenciar cultivos alimentarios tan importantes a nivel mundial como el trigo, la avena y el arroz, contiene la clave para mejorar la variedad permitiendo responder a la gran demanda y  su producción sostenible. Para secuenciar estos cultivos, se utiliza el genoma, que corresponde a la totalidad de la información genética de estas especies, y que es codificada en una o varias moléculas de ADN, la secuenciación de éste tiene como objetivo determinar el orden de las moléculas orgánicas o nucleótidos. En este aspecto, los genomas de los cultivos y los cereales bajo estudio poseen millones de pares de bases nitrogenadas, siendo ésta la mayor dificultad para su secuenciación.

Para afrontar este importante reto, Millaray Curilem y su equipo de investigadores a través del Centro de Genómica Nutricional Agroacuícola, desarrollaron un novedoso método que permite detectar similitudes genéticas a través del método de correlación de imágenes. Esta técnica otorga un color específico a cada base nitrogenada del ADN (A, T, G, C), para luego comparar la secuencia con el patrón o secuencia de referencia contenida en la base de datos.

El objetivo es convertir las secuencias de ADN en imágenes (secuencia en dos dimensiones) para luego determinar la secuencia en las especies bajo estudio, tal como señala la Dra. Curilem “el píxel es la idea que nos inspiró para transformar la secuencia de ADN en imágenes, es decir, transformamos el problema de alineamiento en un problema de búsqueda de una imagen, obteniendo un buen resultado digital, donde efectivamente la correlación permite encontrar alineamiento con una alta exactitud”.

CGNA

El Centro de Genómica Nutricional Agroacuícola es un centro de investigación científica líder en la generación de conocimientos y competencias para el desarrollo estratégico y uso comercial de productos tecnológicos vegetales, destinados a la nutrición animal y humana.

En la Araucanía se encarga de la secuenciación de plantas típicas de la región para el estudio de genes y genomas que influyen en la nutrición de las especies como el lupino amarillo, el raps canola y el lino. Sólo en lupino y a través de colaboraciones internacionales ha sido posible secuenciar más de 57.000 genes expresados, lo que permite identificar un número importante de genes asociados a vías metabólicas tanto de compuestos nutricionales como antinutricionales.

Entre sus objetivos principales el CGNA busca generar materias primas vegetales con categoría premium de elevada calidad nutricional e industrial, respondiendo así a las necesidades actuales del sector agroindustrial, alimentario y farmacéutico,   además de otorgar mayor valor al grano e impulsar el desarrollo de la cadena agroalimentaria que permita el mejoramiento de la competitividad de la agricultura regional, acuicultura nacional y sector agroalimentario en general.

EXPECTATIVAS

El método propuesto se encuentra en desarrollo a la espera de validación, aunque desde ya los resultados crean positivas expectativas, ya que muestran que las correlaciones alcanzan una alta sensibilidad (99,01%) y especificidad del 98,99%, lo cual se fundamenta en un incremento considerable de la velocidad y se traduce en una importante reducción del tiempo que habitualmente se utiliza en estos análisis bioinformáticos. No obstante la secuenciación no está libre de complicaciones, el hecho de que la naturaleza es inexacta, dos secuencias no siempre serán exactamente igual, por lo cual las comparaciones deben ser más flexibles y la gran cantidad de datos hace que el proceso tradicional no sea es más eficiente. Es por ello que el método planteado por el equipo resulta un gran aporte en el ámbito del desarrollo científico, la creación de nuevas tecnologías para la genómica, contribuyendo a mejorar la calidad de los cultivos convencionales en la industria agroalimentaria. “Si esto logra el objetivo de trabajar mucho más rápido y ser más confiable que los otros métodos estamos aportando a la genómica para mejorar la calidad nutricional de las plantas y tener en un menor espacio cultivado plantas con mayor nutrientes”, agrega Curilem.