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Investigadores del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP), formado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), han participado en la secuenciación del genoma y el epigenoma de la Arabis alpina. El trabajo, para el que se han empleado las técnicas más avanzadas de secuenciación genómica, epigenómica y de bioinformática, ha revelado que el genoma de la Arabis alpina abarca 375 Mb, casi tres veces el de la Arabidopsis thaliana (130 Mb), una especie estrechamente relacionada y que se tomaba como referencia para su investigación hasta el momento.

Las razones para ese mayor tamaño responden principalmente a la acumulación de transposones (secuencias repetidas móviles capaces de replicación autónoma en el genoma), que representan cerca del 50% del ADN del núcleo de la célula. En el caso de la Arabidopsis thaliana, esas secuencias repetidas solo suponen un 25% de ese ADN.

Sorprendentemente, estos datos han revelado que en la Arabis alpina, un especie perenne y resistente a temperaturas extremas, estos elementos transponibles (secuencias de ADN que pueden cambiar de posición dentro del genoma) son más abundantes en la proximidad de los centrómeros cromosómicos y su actividad está determinada por modificaciones epigenéticas especiales, como metilación de lisinas en ciertas histonas o la escasa metilación de citosinas en el DNA. Todas estas características, hasta ahora desconocidas, subrayan la importancia del epigenoma en la evolución de la familia de las Brassicaceae.

“Siendo esta una especie perenne y resistente a temperaturas extremas, esta investigación básica puede ayudar a obtener cosechas con estas características. Este tipo de cultivos probablemente serán altamente demandados en un futuro próximo para alimentar a una población creciente (más de 9.000 millones en 2050) en condiciones adversas, como el cambio climático”, explica Pilar Carbonero, investigadora del grupo de Biotecnología y Genómica de Semillas del CBGP.

El trabajo, en el que también ha participado un grupo de investigadores coordinado por el profesor J. Paz-Ares del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha sido realizado por un consorcio internacional trilateral (Alemania, España y Francia) liderado por el profesor. G. Coupland del Instituto Max Planck (IMP) de Colonia, y en él han participado también grupos del IMP de Tubinga, del INRA de Versailles-Grignon y del CNRS de París.

Willing, E-M; Rawat, V; Mandáková, T; Maumus, F; James, GV; Nordström, KJV; Becker, C; Warthmann, N; Chica, C; Szarzynska, B; Zytnicki, M; Albani, MC; Kiefer, C; Bergonzi, S; Castaings, L; Mateos, JL; Berns, MC; Bujdoso, N; Piofczyk, T; de Lorenzo, L; Barrero-Sicilia, C; Mateos, I; Piednoël, M; Hagmann, J; Chen-Min-Tao, R; Iglesias-Fernández, R; Schuster, SC; Alonso-Blanco, C; Roudier, F; Carbonero, P; Paz-Ares, J; Davis, SJ; Pecinka, A; Quesneville, H; Colot, V; Lysak, MA; Weigel, D; Coupland, G; Schneeberger, K. 2015. "Genome expansion of Arabis alpina linked with retrotransposition and reduced symmetric DNA methylation". Nature Plants. DOI:10.1038/nplants.2014.23.