Y yo quiero ser...Genético Molecular de Plantas
(Por
José Pío Beltrán Porter)
Escucha música mientras lees, vete al final.
Desde Yo
quiero ser genético molecular de plantas. En mi caso esta afirmación fue más un
punto de llegada que un arranque vital. Siempre me ha sorprendido conocer que
algún artista o científico relevante sabía lo que quería ser de mayor a edades
tan tempranas como los tres o cuatro años. Yo no lo sabía. Nací en una familia
de químicos y de profesores por lo que
pronto me familiaricé con el uso de batas blancas y con los olores a productos
químicos cuando acompañaba a mi padre, algún domingo, al laboratorio de Química
Inorgánica de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valencia. Allí pude
observar a profesionales como el soplador de vidrio que fabricaba ad hoc los instrumentos para realizar
las reacciones químicas de síntesis o de análisis de productos. Aquel era un
mundo mágico. Estudié Ciencias Químicas y aunque yo entonces no lo sabía,
resultó ser muy recomendable para investigar en Biología Molecular.
Los productos
naturales obtenidos de las plantas llamaron mi atención y despertaron el
interés por conocer cómo y porqué producían las plantas sustancias con
propiedades tan interesantes como las del ácido salicílico. Estaba decidido,
realicé el doctorado en el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos
(IATA) del CSIC investigando los cambios metabólicos producidos en los naranjos
cuando los infectaba el virus de la tristeza. Tratamos de entender la
biosíntesis de la callosa, un polisacárido que obtura los vasos floemáticos de
los cítricos en respuesta a la infección. Como consecuencia de ello, los
árboles siguen absorbiendo agua y nutrientes del suelo a través del xylema pero
no pueden enviar las sustancias necesarias para el desarrollo de las propias
raíces. Resultado fatal, los árboles se mueren. Aprendí mucha enzimología de la
mano de Juan Carbonell, discípulo del bioquímico español Alberto Sols. Durante
la Tesis también aprendí los fundamentos del método científico, cómo plantear
hipótesis y cuestiones concretas que se puedan someter a experimentación, a
realizar observaciones cuidadosas en condiciones que se puedan repetir por
otros y que sirvan para su corroboración o refutación. Aprendí el valor de la
duda, del cuestionamiento. También a evaluar la idoneidad del sistema
experimental para responder con rigor a las cuestiones planteadas. Sobre todo
aprendí que quería dedicar mi vida a la investigación del mundo de las plantas.
Trabajar con
árboles a nivel bioquímico era complicado, así que seguí mi camino cambiando de
sistema experimental y de problema. Me desplacé a la Montana State University para estudiar con Gary A. Strobel una
enfermedad fúngica de la cebada causada por Rynchosporium
secalis. El hongo patógeno producía toxinas
que reconocían receptores en las membranas celulares de las hojas de la
cebada causando lesiones que reducían las cosechas. De nuevo, aprendí mucha
bioquímica y muchas técnicas de aislamiento de sustancias y el uso de
materiales radiactivos en el estudio de las interacciones toxina receptor. Una
dificultad del trabajo consistía en la capacidad de mutar que tenía el hongo
patógeno mientras lo cultivábamos en el laboratorio. A esto se añadía que las
distintas variedades de cebada modificaban su susceptibilidad al patógeno.
Aprendí que los genomas de las plantas y de los patógenos son flexibles y
cambiantes, de forma que el concepto de resistencia a una plaga era temporal.
Entre las poblaciones de patógenos siempre se generaba una estirpe capaz de
vencer la resistencia de la planta huésped.
Volví a España
tras dos años en Estados Unidos y tras pasar por el Departamento de Bioquímica
de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valencia me incorporé a la
Unidad de Biología Molecular y Celular de Plantas del (IATA) en el CSIC en
Valencia. Allí llamó mi atención un sistema experimental desarrollado por José
Luis García Martínez para estudiar el control hormonal del desarrollo de
frutos. Las flores emasculadas de la
planta de guisante tratadas con giberelinas producían frutos partenocárpicos
indistinguibles de los obtenidos por fertilización salvo por la ausencia de
semillas. Me propuse comprender los mecanismos de control de la entrada de
asimilados en los frutos ya que podría descubrir principios básicos de la
productividad de las plantas. De nuevo realicé múltiples experimentos de
carácter fisiológico y bioquímico. Recuerdo con especial emoción los que
realicé junto a Siegfried Jahnke en la Universität
Essen utilizando plantas intactas de guisante a las que suministrábamos CO2
marcado con C11, un isótopo de vida muy corta producido en el
ciclotrón médico del Klinikum. Era el
sistema experimental perfecto para estudios de fisiología. Las hojas de
guisante incorporaban el CO2 y producían sacarosa marcada con C11
que se movía por la planta para nutrir sus distintas partes. Nosotros
tratábamos los ovarios con hormonas y estudiábamos su efecto sobre la
distribución de asimilados mediante detectores externos que medían la
radiactividad en las partes de la planta que deseábamos. Al cabo de tan sólo
dos horas la planta estaba libre de radiactividad y podíamos comenzar otro
experimento: la misma planta podía servir de control de sí misma comparando los
resultados con los del experimento siguiente.
A principios
de la década de 1980 se había producido un descubrimiento que cambiaría por
completo la forma de estudiar la biología de las plantas. Jeff Schell y Marc
Van Montagu en Europa y Mary D. Chilton en Estados Unidos explicaron el
mecanismo molecular por el que la bacteria Agrobacterium
tumefaciens era capaz de transferir genes bacterianos al genoma de las
plantas. Nacía la genética reversa. Disponiendo de genes aislados en el
laboratorio era posible introducirlos en las plantas y desvelar su función
observando los efectos que causaban. Decidí que quería aprender este abordaje
experimental y me trasladé al Max Planck
Institut für Züchtungsforschung de Köln para trabajar con Heinz Saedler,
Hans Sommer y Zsusanna Schwarz-Sommer en genética molecular del desarrollo
floral. Abordamos el estudio de un mutante homeótico floral de Antirrhinum majus denominado Deficiens que desarrollaba sépalos en
lugar de pétalos y carpelos en lugar de estambres. Era increíble, la mutación
en un sólo gen provocaba esos cambios de identidad tan drásticos. Disponíamos
de una serie alélica, fundamental para facilitar el análisis genético y en la
planta había elementos transponibles activos que permitían el etiquetado de
genes. No fue fácil.
Tras más de un
año de experimentación extenuante conservo el recuerdo de la noche, cuando ya
de madrugada, me di cuenta de que había realizado el experimento fundamental y
tenía la prueba de que habíamos aislado el gen Deficiens. Es difícil explicar la emoción que sentí: me veo dando
saltos de alegría en el laboratorio, sentía un hormigueo especial en los dedos.
Estaba solo y no pude marcharme a dormir, esperé hasta que llegaron mis
compañeros por la mañana para enseñarles los resultados y discutirlos. Fue
maravilloso. Nuestro trabajo supuso, como reconocería la revista Nature, el comienzo de un nuevo campo
científico, la genética molecular de las mutaciones homeóticas del desarrollo
floral, que muy pronto daría lugar al conocido modelo ABC tras la incorporación
al estudio del sistema experimental basado en Arabidopsis thaliana. A mí regreso a España, tras dos años, dediqué
mi laboratorio al análisis genético y molecular del desarrollo floral en
leguminosas campo en el que nos hemos convertido en un laboratorio de
referencia internacional. Hemos aprendido mucho de duplicaciones génicas y de
evolución floral en leguminosas y también hemos desarrollado herramientas
biotecnológicas que nos permiten producir cosechas híbridas, aumentar el número
de flores o producir frutos sin semillas. Actualmente estamos centrados en
descubrir cómo producir más a partir de las plantas utilizando menos recursos y
en condiciones ambientales desfavorables. Apasionante, quién me lo iba a decir
cuando terminé mis estudios de Química.
Todo ha sido
posible porque he tenido grandes maestros y grandes discípulos.
José Pío Beltrán Porter
Doctor
en Ciencias Químicas
Profesor de Investigación del
CSIC, Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP UPV-CSIC),
Valencia.
Escucha música mientras lees.
No hay comentarios:
Publicar un comentario