Una investigación liderada por el Doctor en Ciencias de la Universidad Austral de Chile, Andrés Romero, demostró que la levadura Saccharomyces cerevisiae puede conservar activa una región genética adquirida desde otra especie, y que ese fragmento influye en la tolerancia al estrés oxidativo y en características asociadas a la fermentación.
El trabajo fue publicado en la revista científica Molecular Biology and Evolution bajo el título Genetic background shapes the transcriptional activity and phenotypic contribution of a horizontally acquired region in yeast, y se originó durante la tesis doctoral de Romero en la UACh, patrocinada por el académico Dr. Francisco Salinas.
Para la industria cervecera el dato no es menor. Saccharomyces cerevisiae es el microorganismo que está detrás del vino, de la cerveza, de varios alimentos fermentados y del bioetanol, y cualquier hallazgo sobre cómo esa levadura adquiere y regula material genético nuevo termina tocando, tarde o temprano, la forma en que se seleccionan las cepas de trabajo.
Qué es la transferencia horizontal de genes
La investigación se enfocó en un fenómeno conocido como transferencia horizontal de genes, el proceso por el cual un organismo incorpora material genético proveniente de otra especie. Es una vía distinta de la herencia tradicional entre padres e hijos, en la que el genoma pasa de una generación a la siguiente dentro de la misma especie.
El mecanismo ya había sido descrito en diversos organismos, pero seguían abiertas preguntas de fondo sobre cómo esos genes se integran en el nuevo genoma, cómo se regulan una vez dentro y qué aportan realmente al funcionamiento del organismo que los recibe.
La Región B aparece en un tercio de los genomas analizados
El equipo estudió una región genética denominada Región B, presente en algunas cepas de Saccharomyces cerevisiae. El análisis abarcó 142 genomas obtenidos mediante secuenciación de nueva generación con tecnología Oxford Nanopore, y la Región B apareció en 39 de esas cepas, cerca de un tercio del total analizado.
El estudio demostró que esa región, adquirida desde una especie evolutivamente distante, puede permanecer activa dentro de la levadura receptora y presentar regulación transcripcional por parte del genoma hospedero. Es decir, el fragmento importado no queda como un pasajero inerte dentro del cromosoma.
Pudimos demostrar que esta región posee elementos regulatorios propios, pero que también está regulada por el genoma hospedero. Su contribución funcional depende del contexto genético de cada cepa, pudiendo afectar la tolerancia al estrés oxidativo y la capacidad de las levaduras para adaptarse a ambientes nuevos y desafiantes, así como características asociadas a fermentaciones, explicó Andrés Romero.
Por qué le interesa a quien fermenta
La frase clave del hallazgo es que la contribución de la Región B depende del contexto genético de cada cepa. La misma secuencia importada puede tener un efecto en una cepa y otro distinto en la de al lado, lo que explica en parte por qué dos levaduras con parentesco cercano se comportan de forma diferente frente al mismo mosto o a la misma temperatura de fermentación.
La tolerancia al estrés oxidativo, uno de los rasgos afectados según el estudio, es parte del repertorio que define cómo una levadura resiste condiciones exigentes. Las proyecciones del trabajo apuntan justamente ahí. A futuro, el conocimiento generado podría contribuir a la selección de cepas con características específicas para procesos industriales, lo que en la práctica significa elegir levaduras con criterios genómicos y no solo por ensayo y error de lote en lote.
De Valdivia al CNRS en Francia
El estudio representa uno de los análisis más completos realizados hasta la fecha sobre una región genética transferida horizontalmente en organismos eucariontes, y aporta antecedentes nuevos sobre cómo este tipo de transferencia contribuye a la diversidad y la adaptación de los organismos.
Andrés Romero realiza actualmente un postdoctorado en Francia, en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), dentro del laboratorio Population Genomics & Complex Traits dirigido por el Dr. Gianni Liti. La publicación completa está disponible en Molecular Biology and Evolution, y la nota original fue difundida por Noticias UACh.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la transferencia horizontal de genes en levaduras?
Es el proceso por el cual una levadura incorpora material genético proveniente de otra especie, en lugar de heredarlo de sus progenitores. El gen adquirido puede integrarse en el genoma receptor y quedar sujeto a la regulación de ese nuevo hospedero.
¿Qué es la Región B y en cuántas cepas se encontró?
La Región B es una región genética de origen externo presente en algunas cepas de Saccharomyces cerevisiae. El equipo la identificó en 39 de los 142 genomas analizados, cerca de un tercio de la muestra.
¿Cómo afecta este hallazgo a la fermentación de la cerveza?
Según el estudio, la región adquirida puede afectar la tolerancia al estrés oxidativo, la capacidad de adaptación a ambientes nuevos y características asociadas a fermentaciones, siempre dependiendo del contexto genético de cada cepa.
¿Quién lideró la investigación y dónde se publicó?
La lideró Andrés Romero, Doctor en Ciencias mención Biología Celular y Molecular de la Universidad Austral de Chile, con el patrocinio del Dr. Francisco Salinas. Los resultados se publicaron en la revista Molecular Biology and Evolution.
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