Desde tomates verdes fritos hasta pastel de pizza, el mundo saborea el tomate en muchas etapas de madurez, cada una con sus cualidades únicas. Cómo madura una fruta ha sido durante mucho tiempo una pregunta importante para los obtentores, y el tema de una colaboración extensa y fructífera que involucróinvestigadores del Instituto Boyce Thompson BTI, la Universidad de Cornell y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos USDA.
Publicado en línea en Comunicaciones de la naturaleza 25 de enero, los investigadores presentan un mapa espacio-temporal de la expresión génica en todos los tejidos y etapas de desarrollo de la fruta del tomate, la información genética que subyace en cómo una fruta cambia de adentro hacia afuera a medida que madura. Sus datos están disponibles en línea en elnuevo Atlas de expresión de tomate TEA.
"La colaboración involucró a varios grupos de investigación, todos los cuales estudian biología de la fruta del tomate y han estado trabajando juntos durante muchos años", dijo Jocelyn Rose, profesora de Cornell e investigadora principal del proyecto.
Con un valor de mercado anual de $ 55 mil millones, el tomate es un tema importante para comprender la base genética de rasgos comercialmente importantes, como el tamaño, el color, el sabor y el contenido nutricional. Además, el tomate sirve como una fruta modelo para comprender la maduración enuna manera que se puede traducir a otras frutas más difíciles de estudiar.
La mayoría de las investigaciones anteriores se han centrado en la fruta del tomate como un tejido homogéneo, o solo en la parte carnosa externa, pero como cualquiera que haya picado un tomate maduro y líquido sabe que la fruta está lejos de ser uniforme. Para este proyecto, los investigadores analizaroncada tejido individualmente en todas las etapas de desarrollo, lo que requiere cuidado extremo, tiempo y diversas habilidades, que es donde la colaboración fue clave.
"El proyecto aprovechó las capacidades altamente sinérgicas de los colaboradores que combinaron su respectiva experiencia en fisiología, biología molecular, microdisección de captura láser, análisis de datos y diseño de bases de datos", dijo James Giovannoni, científico de BTI / USDA.
"Nuestro primer objetivo era generar un atlas transcriptómico durante el desarrollo del fruto de tomate con un nivel sin precedentes de resolución espacio-temporal", dijo Philippe Nicolas, científico postdoctoral en BTI. "Necesitábamos un muestreo imparcial que fuera lo más representativo posible. Para ese propósito,cosechamos en total más de 400 muestras de más de 60 plantas de tomate individuales seleccionadas al azar ".
Los investigadores diseccionaron cuidadosamente los tejidos de tomate a mano y con microdisección de captura con láser para aislar y secuenciar el ARN, el material genético que distingue a cada tejido, de los tejidos individuales e incluso de las células. Los datos de la secuencia se compilaron, analizaron y organizaron enTEA, donde se puede analizar para investigar los diversos procesos biológicos importantes para el desarrollo del fruto. El riguroso trabajo de bioinformática fue realizado por los laboratorios Mueller y Fei en BTI.
"La base de datos de TEA ofrece un nivel sin precedentes de interactividad y formas novedosas de visualizar datos de expresión complejos y multidimensionales", dijo el científico de BTI Lukas Mueller, refiriéndose a la interfaz gráfica de TEA que permite a los usuarios visualizar la expresión génica a través de mapas de calor y pictogramas de frutas.
"Estas características permitirán a los investigadores responder fácilmente preguntas que antes eran mucho más tediosas de abordar", dijo Mueller.
Al igual que los grupos de investigación colaboradores contribuyeron con sus diversos conocimientos a la creación de la TEA, cada uno puede usar la base de datos para investigar los procesos biológicos importantes para su propia investigación.
"Uno de mis principales intereses de investigación es desarrollar y probar modelos de regulación hormonal del desarrollo de la fruta", dijo la científica de BTI Carmen Catalá. "Ahora podemos usar el TEA para generar un mapa completo de biosíntesis hormonal y vías de señalización que abarquen toda la frutatejidos "
El laboratorio de Catalá usó este mapa para identificar dos proteínas que interactúan, y probablemente trabajan juntas para regular la señalización de la hormona de la fruta, uno de los varios resultados facilitados por TEA en la publicación.
"El tomate se ha estudiado durante muchas décadas, y muchos procesos se han caracterizado con un detalle considerable, pero el TEA proporciona nuevos conocimientos sobre esencialmente cada proceso que hemos examinado y ofrece una imagen de alta resolución de estos procesos", dijo Rose"Es más bien como sostener una lente para examinar una imagen borrosa y hacer que la información salte a un enfoque más nítido".
Con una imagen más clara de los procesos biológicos que subyacen al desarrollo de la fruta del tomate, los investigadores pueden identificar más rápidamente la base genética de los muchos rasgos importantes que valoramos en los tomates y otras frutas.
"Se ha mejorado nuestra propia comprensión del control genético y epigenético de la maduración y las vías metabólicas que contribuyen a la calidad de los nutrientes", dijo Giovannoni. "Esta mayor comprensión allana el camino para la mejora de la fruta a través de la reproducción molecular asistida".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Boyce Thompson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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