El 13 de noviembre un trabajo liderado por Sanwen Huang fue publicado en la revista Nature [1] en el que describen un hallazgo muy relevante: ¿cómo se controla el contenido de azúcares en los frutos? En el caso del jitomate, los frutos son más pequeños en el mundo silvestre, pero con mayor contenido de azúcares mientras que su contraparte de cultivo artificial es mucho más grande el fruto, pero con un contenido menor de azúcar.
El grupo de trabajo, tomando como base que en general los frutos son preferidos cuando tienen un sabor más dulce y que las variedades si tienen un mayor contenido de azúcar tienen un menor tamaño (los productores prefieren rendimiento a calidad en sabor), mediante el uso de una técnica muy usada en el estudio de diferencias entre organismos, el análisis a nivel genómico de asociaciones (Genome-Wide Association Studies o GWAS por sus siglas en inglés), mediante la comparación de especies de jitomate, revelaron 33 moléculas específicas con la asociación que un consumidor prefiere en un fruto, dando 251 loci (puntos o localizaciones en un genoma) y 20 rasgos asociados a estos. En particular, dos loci con una asociación importante con el contenido de glucosa y fructuosa en el modelo del jitomate (Solanum lycopersicum). Se trata del gen LIN5 (invertasa 5 de lycopersicum) y SICDPK27, una cinasa dependiente de calcio, (Solanum lycopersicum) calcium-dependent protein kinase 27. Lo más importante de los estudios GWAS es la identificación de pequeñas modificaciones naturales en los genomas de los organismos que estén asociados con algún rasgo particular, como en este caso, la acumulación de mayor cantidad de azúcar y otros rasgos importantes en el fruto. Los autores encontraron que algunos polimorfismos, cambios de un solo nucleótido, en secuencias de estos dos loci están fuertemente asociados con la presencia de más azúcar en el fruto. Usando CRISPR, los autores fueron capaces de demostrar que los frutos de jitomate son capaces de contener más azúcares, sin disminuir su tamaño en todas las fases del desarrollo del fruto, al perder la expresión de estos genes, donde la cinasa dependiente de calcio actúa como un control sobre la sacarosa sintasa, una enzima responsable en producir este azúcar, que al ser fosforilada por SICDPK27 se degrada rápidamente.
En este estudio demuestran que el desarrollo en peso y contenido de un fruto depende de las fases tempranas de división celular durante la formación del fruto. La cinasa dependiente de calcio se demostró ser un freno o regulador negativo del contenido de azúcar en el fruto, probablemente para controlar que las semillas tengan disponible la cantidad correcta de azúcar o energía para su desarrollo. Si bien al leer este trabajo inmediatamente uno piensa en organismos genéticamente modificados, lo que se plantea es un avance importante en el entender cómo se forman los frutos y cómo se controla su contenido de azúcares y otras moléculas energéticamente importantes para el desarrollo de las semillas.
[1] https://doi.org/10.1038/s41586-024-08186-2
