Descifrando el genoma del maqui

Un equipo de investigación liderado por la Dra. Adriana Bastías del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Chile consiguió el primer borrador del genoma de Maqui, especie de árbol endémico ampliamente distribuido en Chile y Argentina, cuyo fruto es mundialmente conocido por su extraordinario poder antioxidante.
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Dra. Vania Figueroa Ipinza

Reportaje:
Dra. Vania Figueroa Ipinza

2 de diciembre 2019

El maqui (Aristotelia chilensis [Molina] Stuntz) es una especie de baya que crece en forma silvestre en bosques templados del centro y sur de Chile, extendiéndose desde Coquimbo hasta la región de Aysén y en zonas adyacentes del sur de Argentina (bosque andino patagónico). El árbol dioico -existen plantas machos y hembras- es de tamaño mediano, alcanzando los 4 a 5 metros de altura.

El fruto del maqui es una baya de color púrpura oscuro brillante. Es considerado un superalimento porque hasta la fecha, no hay otro fruto con mayor poder antioxidante. Ancestralmente el pueblo mapuche le dio al fruto (maki en mapudungun) y a la planta (külon en mapudungun) múltiples usos ceremoniales, medicinales y alimenticios. En la medicina tradicional mapuche se destacan sus propiedades cicatrizantes, antiinflamatorias, astringentes y antioxidantes, entre otras.

Su producción se basa en la recolección de frutos de plantas silvestres, pero la creciente demanda internacional aumentó la presión sobre las poblaciones naturales de bayas de maqui, convirtiéndola en una de las especies más sobreexplotadas en Chile. Por esto la Dra. Adriana Bastías del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Chile, junto a investigadores del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) CRI Rayentué y de la Facultad de Medicina Norte de la Universidad de Chile emprendieron la tarea de secuenciar el genoma del maqui, para acelerar la investigación y el desarrollo de nuevas estrategias de uso sostenible.

El equipo de investigadores(as) extrajo el ADN genómico de las hojas de maqui recolectadas de árboles de la región de O’Higgins, y posteriormente lo secuenció utilizando el sistema NextSeq 550, un instrumento de última generación que permite establecer el orden exacto de los cuatro componentes químicos básicos, llamados "bases", que forman la molécula de ADN. Esta información permitirá a la comunidad científica, conocer el potencial genético del maqui, qué tramos de ADN contienen genes y qué tramos transportan instrucciones regulatorias, que activan o desactivan genes. También, determinar los productos del genoma, es decir, qué producen los genes a nivel de transcritos (ARN), proteínas o productos del metabolismo. Estos datos no solo facilitarán la identificación de los mecanismos moleculares que subyacen a las propiedades medicinales y nutricionales del maqui, también sus características ecológicas, genéticas y químicas, además de ampliar la investigación sobre su cultivo agronómico.

La investigación del genoma del maqui, liderada por la Dra. Bastías, también logró identificar 210067 marcadores moleculares tipo microsatélites o secuencias cortas repetitivas de ADN, las que están compuestas de ADN no codificante y no son parte de ningún gen, sin embargo, se utilizan como marcadores genéticos, los que proporcionan información sobre el nivel y distribución de variación genética, requisito indispensable para la selección, mejora genética y la implementación de programas de conservación, que aseguren la preservación de la diversidad y viabilidad del maqui a largo plazo.

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Dra. Adriana Bastías del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Chile

Las exportaciones de maqui han tenido un fuerte crecimiento en la última década, llegando a más de 424 toneladas en 2017 por un total del alrededor de 9,9 millones de dólares. Los principales destinos de las exportaciones son Japón, Corea del Sur, Italia y Estados Unidos, entre otros. “El maqui tiene un enorme potencial comercial, el incremento de la demanda nacional e internacional del fruto hace necesario cambiar de la cosecha del fruto silvestre a la producción agrícola, este borrador de su genoma proporciona información valiosa para asistir, por ejemplo, programas de mejoramiento” señaló la Dra. Adriana Bastías.

Las técnicas genómicas tienen un enorme potencial para mejorar el desarrollo de estrategias y políticas de gestión que aseguren la producción de alimentos y la conservación de la diversidad biológica excepcional que posee nuestro país, uno de los principales intereses de la Dra. Adriana Bastías, recientemente reconocida como una de las 100 mujeres líderes de El Mercurio 2019, por los aportes de sus investigaciones en el área y como presidenta de la Asociación Red de Investigadoras. “Con este borrador del genoma, esperamos contribuir a establecer las bases para acelerar la investigación en maqui y sus aplicaciones, a través del avance en el conocimiento de su biología y de la mejora facilitada por la genómica, para producir variedades comerciales de maqui", detalla la Dra. Bastías.

El maqui silvestre es utilizado actualmente para la elaboración de productos alimenticios, farmacéuticos y cosméticos, además de su exportación a granel a varios países. Disponer de su genoma, sin duda, será un fuerte impulso para pasar de la cosecha de poblaciones naturales a la producción agrícola sostenible, para satisfacer las demandas de mercado asegurando la implementación de un sistema de conservación efectivo de sus poblaciones naturales

En Profundidad...


El genoma revela toda la información genética de un organismo o comunidad de organismos (por el colectivo de genes que contiene), la cual se hereda a la siguiente generación. El ADN es una molécula de información que potencialmente puede producir transcritos (ARN), proteínas o productos del metabolismo indispensables para el desarrollo y función de un organismo. La Genómica es un área de la Biología centrada en la secuenciación de ADN a gran escala, que, combinada con herramientas bioinformáticas, permite estudiar genomas completos, así como patrones de expresión de todos los genes. La secuenciación de ADN permite localizar con facilidad los genes de las plantas de mayor interés para la industria agroalimentaria, por ejemplo, aquellos que le confieren a la planta una mayor resistencia al cambio climático o en humanos, permite estudiar los factores genéticos que participan en la conformación de los rasgos y enfermedades frecuentes o comunes de poblaciones humanas.

Dra. Vania Figueroa Ipinza
Por Dra. Vania Figueroa Ipinza
Coordinadora de Vinculación de Ciencias Aplicadas

2 de diciembre 2019

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