Una investigación internacional, con participación de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), ha identificado en la especie vegetal modelo Arabidopsis thaliana uno de los genes denominados FANCM, que resulta clave en el proceso biológico de la meiosis, es decir, en la división celular especializada para el mantenimiento del número de cromosomas en las especies con reproducción sexual. El trabajo supone una mejora sustancial en las posibilidades de selección en especies vegetales de interés agronómico.
La investigación, publicada en la revista Science, identifica un gen FANCM, encargado de codificar la información para la proteína responsable de limitar la formación de sobrecruzamientos (intercambios recíprocos de información entre los cromosomas paterno y materno en la primera división celular).
Esa proteína es una helicasa que desempeña un papel "fundamental" en la replicación correcta del material hereditario, y por tanto en la estabilidad del genoma, tanto en humanos como en levaduras.
Según los investigadores, en la especie humana, las mutaciones que afectan a los genes FANCM están relacionadas con la anemia de Fanconi. En el mutante fancm de la especie vegetal modelo Arabidopsis thaliana, "el número de sobrecruzamientos está incrementado respecto al observado en plantas normales y esos sobrecruzamientos extra son generados a través de una ruta diferente a la habitual en plantas normales", indican.
Manipulación "prometedora"
El descubrimiento de que la proteína FANCM puede limitar el nivel máximo de sobrecruzamientos implica que su manipulación puede ser una herramienta "muy prometedora" en procesos de mejora genética vegetal. Ejemplo de ello son las gramíneas, cuyos sobrecruzamientos están mayoritariamente restringidos a las regiones cercanas a los extremos de los cromosomas. En ellas, la posibilidad de conseguir que tengan lugar en regiones cercanas a los centrómeros permitiría generar nuevas combinaciones genéticas, que constituirían el sustrato para futuros programas de selección en especies de interés agronómico.
El mantenimiento del número cromosómico en las generaciones de una determinada especie con reproducción sexual se produce mediante la división celular especializada denominada meiosis. Las células resultantes de esta división (gametos) reciben la mitad de la constitución cromosómica de la célula germinal originaria. Posteriormente, la fusión de un gameto masculino y otro femenino restaura la constitución cromosómica propia de la especie.
La reducción del número cromosómico es consecuencia de la existencia de dos rondas de división celular entre las que no hay replicación cromosómica. Para asegurar la reducción del número cromosómico, los cromosomas de origen paterno y materno intercambian información de forma recíproca en la primera división meiótica.
Este intercambio es el denominado sobrecruzamiento y da origen a nuevas combinaciones genéticas que serán transmitidas a la descendencia. En las células meióticas existe un control "muy férreo" sobre el número y la distribución de sobrecruzamientos, con el objeto de asegurar la reducción correcta del número cromosómico.
Referencia bibliográfica:
Wayne Crismani, Chloé Girard, Nicole Froger, Mónica Pradillo, Juan Luis Santos, Liudmila Chelysheva, Gregory P. Copenhaver, Christine Horlow, Raphaël Mercier "FANCM limits meiotic crossovers" Science 336(6088): 1588-1590. DOI: 10.1126/science.1220381, 22 de junio de 2012
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