DHA - Genes y Evolución

No todas las especies de amaranto forman los valiosos ácidos grasos Omega-3. Nuestras investigaciones sugieren que el origen de esta capacidad se encuentra en Perú, mientras que las especies centroamericanas de amaranto son incapaces de producir el codiciado DHA. Por su puesto, la planta no sintetiza los ácidos grasos Omega-3 para ayudar a los consumidores veganos de la especie Homo sapiens a mantener su salud prescindiendo del consumo de pescado. Más bien, estos compuestos son importantes para la propia planta. Creemos que esta capacidad metabólica de las especies de amaranto peruano les ayuda a sobrevivir en el clima, a menudo frío, en las zonas altoandinas. Mediante la formación de los ácidos grasos Omega-3, la planta puede mantener sus sensibles membranas fluidas funcionales  incluso durante  las heladas nocturnas. Por otro lado, las especies de amaranto que evolucinaron en las llanuras de America Central no necesitan esto y por lo tanto carecen de estos genes (o al menos no los utilizan).

Entonces, si podemos averiguar cómo se diferencian estos genes, esto nos daría los valiosos marcadores para la reproducción. Las variantes genéticas presentes en las distintas descendencias de un cruce pueden determinarse con la ayuda de una sencilla prueba PCR (como la que se utiliza, por ejemplo, para detectar el coronavirus). Esto permite evaluar en la fase de plántula, si la plántula esta apta para su posterior reproducción, un proceso conocido como reproducción inteligente, pero que no tiene nada que ver con la ingeniería genética (se utiliza la sexualidad natural de la planta para el cruce, y se emplean métodos moleculares más modernos para examinar el resultado y así se puede acelerar el proceso de reproducción porque se pueden identificar específicamente los cambios decisivos en lugar de hurgar a ciegas en el pajar).

Lamentablemente, el amaranto permanece sin ser estudiado en la biología molecular. Como primer paso, secuenciamos el genoma de dos tipos seleccionados. El primer tipo es un representante de la especie A. caudatus, el cual es originario del valle del Urubamba, cerca de Cusco, y presenta un alto nivel del ácido graso omega-3 DHA. El otro tipo sirve como control y pertenece a la especie mexicana A. hybridus que es incapaz de producir DHA. Con la ayuda del genoma, hemos podido identificar varios genes metabólicos clave. El metabolismo del DHA va de la mano de la activación de la vía del ácido jasmónico (ambos compiten por el precursor ácido α-linolénico). Sabemos que el ácido jasmónico (un tipo de adrenalina vegetal) desempeña un papel fundamental en la respuesta al frío. Por lo tanto, esperamos diferencias significativas en el metabolismo del DHA dependiendo de las condiciones climáticas que predominen en la floración. Actualmente estamos investigando este tema en cooperación con la Universidad de Hohenheim. ¿Cómo se activarán estos genes cuando el amaranto crezca bajo diferentes condiciones climáticas? Esto es ahora posible porque hemos decodificado estos genes.