A lo largo de la costa tropical de Okinawa, Japón, los agricultores levantan hileras de algas deliciosas y cosechan miles de toneladas de la cosecha cada año. Desafortunadamente, los científicos predicen que la contaminación y el aumento de las temperaturas del océano reducirán este rendimiento impresionante, lo que obligará a los agricultores a adoptar nuevos cultivosRecientemente, científicos de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST decodificaron el genoma de la popular alga marrón ito-mozuku Nemacystus decipiens , que proporciona datos que algún día podrían ser críticos para los agricultores locales.
El estudio, publicado el 14 de marzo de 2019 en Informes científicos , presenta el primer borrador del genoma del mundo de ito-mozuku. Hace solo tres años, la unidad lanzó el primer borrador del genoma de otra especie local de algas comestibles Cladosiphon okamuranus llamado Okinawa mozuku. Ambas especies de algas contienen concentraciones excepcionalmente altas de fucoidan, una sustancia viscosa que se cree que obstaculiza la formación de coágulos sanguíneos y tumores cancerosos, entre otros beneficios para la salud. Los investigadores han descubierto qué genes aumentan esta concentración de fucoidan, undescubrimiento que podría tener aplicaciones en la industria de alimentos saludables.
Además de revelar genes que otorgan beneficios de salud al mozuku, la investigación podría ser útil para la agricultura.
"Mi plan futuro es establecer nuevos métodos para el cultivo de esta especie", dijo el Dr. Koki Nishitsuji, primer autor del estudio y científico del personal de la Unidad de Genómica Marina de OIST, dirigido por el Prof. Noriyuki Satoh. Nishitsuji es ahoratrabajando para desarrollar marcadores genéticos para distinguir ito-mozuku de su primo cercano.
"Usando esos marcadores, podemos hacer cruces", dijo. "Este es un método popular para hacer nuevas variedades de plantas terrestres, especialmente trigo y papas, pero en el caso de las algas marinas, nadie ha logrado cruzarlas".-cría."
La Unidad de Genómica Marina realizó su estudio con la ayuda de la Cooperativa de Pesca Onna, una organización ubicada a la vuelta de la esquina del campus de OIST. El grupo estableció la cepa "Onna-1" de ito-mozuku en 2006 y proporcionó muestras para elestudio del genoma. La Unidad planea continuar secuenciando muestras de la Cooperativa, pero algún día esperan extender aún más su investigación.
"Hasta ahora, planeamos continuar nuestro 'proyecto de algas marinas' en Okinawa", dijo Nishitsuji. "Si es posible, nos gustaría expandirlo para cubrir todo Japón".
Fábricas de Fucoidan
En comparación con otras algas marrones, como kombu Saccharina japonica o wakame Undaria pinnatifida , tanto ito-mozuku como Okinawa mozuku son fuentes increíblemente ricas de fucoidan.La razón por la cual podría codificarse en sus genes.
Los investigadores encontraron que ambas especies de mozuku contienen un gen fusionado que impulsa su producción de fucoidan. Por sí solos, los dos genes codifican dos enzimas separadas: proteínas que facilitan las reacciones químicas y, en última instancia, ayudan a producir fucoidan. Una vez fusionados, los genes puedense expresará de forma simultánea y producirá una sola enzima equipada con dos funciones. Armado con una enzima de doble filo, es probable que el mozuku bombee fucoidan en una fracción del tiempo que le toma a otras algas, dijo Nishitsuji.
Los investigadores descubrieron un par adicional de genes fusionados en ito-mozuku que no encontraron en Okinawa mozuku. Predicen que, cuando se expresan, estos genes pueden aumentar la cantidad de grupos sulfato transferidos a fucoidan, una reacción química que puedeser clave para los beneficios para la salud de la sustancia. La unidad planea poner a prueba esta teoría en futuros estudios, ya que continúan recolectando datos genómicos de algas pardas en Okinawa y el Gran Japón.
"Los cultivos terrestres tienen una larga historia de estudios genéticos", dijo Nishitsuji. "Pero nadie ha llevado a cabo este tipo de investigación en algas marinas". Conociendo la importancia cultural y económica del cultivo en Japón, la Unidad de Genómica Marina tiene como objetivo traernuestra comprensión de las algas a la velocidad.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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