Descubrimientos revelan complejidad en el genoma de la soja

Investigadores de la Universidad Purdue, en colaboración con científicos de la Universidad Huazhong, en China, han avanzado en el estudio de la soja al identificar formas de transcripción genética que pueden tener un impacto significativo en la adaptación y productividad del cultivo.

La investigación, que utilizó una técnica llamada Stripe-seq, reveló miles de nuevos puntos de inicio de la transcripción, especialmente en regiones codificantes de genes. El descubrimiento sugiere una complejidad nunca antes vista en la regulación de la expresión genética de la soja, con posibles implicaciones para la mejora genética.

Las investigaciones han demostrado que la transcripción alternativa, anteriormente restringida principalmente a regiones conocidas como promotores, está presente en diferentes partes del gen, incluidas las secuencias codificantes.

Los científicos identificaron 193.579 regiones de inicio de la transcripción (TSR) en 37.911 genes de soja, y el 43,5% de estos puntos se encuentran en regiones intragénicas, como intrones y secuencias codificantes (CDS). Esta distribución se observó en ocho tipos de tejidos de soja, incluidas hojas, raíces y semillas, lo que indica una regulación muy específica del tipo de tejido.

La técnica Stripe-seq, utilizada por primera vez en plantas en esta investigación, permitió identificar la ubicación precisa de los puntos de inicio de la transcripción a nivel genómico. Esta técnica se diferencia de los enfoques tradicionales porque es más rápida y económica, además de proporcionar un análisis detallado de los elementos epigenéticos implicados en la regulación de la transcripción.

En el estudio, fue posible observar que muchos de los nuevos puntos de inicio de la transcripción identificados no presentaban las típicas cajas Tata, lo que indica que estos mecanismos de transcripción alternativos están controlados por otros factores epigenéticos, como la presencia de modificaciones de histonas.

Estos hallazgos se complementaron con un análisis más amplio publicado en el sitio web de la Universidad Purdue, donde los científicos explican que la investigación destacó la importancia de los factores epigenéticos en el control de la transcripción en plantas paleopoliploides como la soja. Según los investigadores, los genes duplicados tenían un mayor número de TSR y una menor especificidad tisular, lo que sugiere que estas duplicaciones, que ocurrieron hace millones de años, desempeñaron un papel en la diversificación funcional de los genes.

Otro punto relevante abordado en el estudio es la relación entre múltiples puntos de inicio de la transcripción y la diversificación de proteínas. Los genes que presentan varios TSR tienden a producir diversas proteínas, que son esenciales para la adaptación de la planta a diferentes condiciones ambientales. Esto se observó especialmente en genes expresados ​​en nódulos, estructuras formadas en las raíces que albergan bacterias fijadoras de nitrógeno, esenciales para el crecimiento de las plantas.

Los científicos también destacan que muchos de los puntos de transcripción descubiertos pueden generar proteínas truncadas, es decir, más pequeñas de lo habitual, con posibles implicaciones para la función de estas proteínas en contextos específicos, como el desarrollo de raíces o la formación de semillas. Estos puntos de transcripción alternativos parecen activarse mediante modificaciones epigenéticas específicas de tejido, como la presencia de ciertas marcas de histonas.

Se puede obtener más información en doi.org/10.1093/plcell/koae288