Alianza entre la UdeC y CMPC, con colaboración de la Universidad de Valencia, obtuvo la primera secuenciación para una especie del género y la mayor hecha en Chile, con gran potencial de aplicación en materia de conservación.
Diario Concepción / 11 de septiembre 2024.- Sus ancestros convivieron con los dinosaurios y, a través de los siglos, con su altura y formas ha pintado paisajes únicos y acompañado a pueblos originarios de nuestras latitudes con su fruto como sustento de la alimentación y su imagen como representativa de Chile. Aunque la biología de la Araucaria araucana o chilena ha escondido información que puede ser vital para fortalecer su vulnerable preservación y que develó un trabajo local que permitirá dar pasos más seguros para resguardar al milenario tesoro natural que se considera un fósil viviente.
Hoy se conoce parte del genoma del árbol llamado pehuén o pewén en mapundungún y que provee al tradicional piñón, y se logró descifrar en el proyecto “Rescate y Conservación Araucaria Araucana”, investigación liderada por Rodrigo Hasbún, director del Laboratorio de Epigenética Vegetal de la Facultad de Ciencias Forestales de la Universidad de Concepción (UdeC), en colaboración con Tomas Matus del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas de la Universidad de Valencia (España), y financiada por CMPC al alero de una estrategia de protección, restauración y conservación de biodiversidad nativa.
Estudio pionero y de alto impacto científico, ambiental y sociocultural que sus protagonistas presentaron este martes 10 de septiembre en el Vivero Carlos Douglas que posee la empresa en la comuna de Cabrero, donde se albergan ejemplares de la especie de conífera originaria de los bosques del centro sur chileno y oeste de Argentina, que puede alcanzar 50 metros de altura y mil años de vida que, hoy, está amenazada por una serie de factores ambientales y antrópicos.
Al evento asistieron autoridades de la UdeC, CMPC e instituciones públicas, y representantes del mundo académico y forestal regional, quienes se interiorizaron en las implicancias del trabajo en la frontera del conocimiento que supone un hito; el primero de varios que se proyectan.
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El hito
Y es que es el primer genoma de una especie de Araucaria que se secuencia, el genoma de planta más complejo armado en Chile y se dispuso en una plataforma para su acceso libre por todo usuario, aseveró Hasbún, académico del Departamento de Silvicultura UdeC.
La alianza para superar el desafío de lograr la secuenciación del genoma del árbol nativo milenario partió hace dos años, uniendo esfuerzos entre la academia y la empresa.
En este contexto, el equipo analizó muestras de la especie y logró una primera versión de genoma disponible en una base de datos pública. Y actualmente se trabaja en reensamblar el megagenoma de la Araucaria araucana que se estima de 21 Gb, siempre en miras a seguir avanzando en el ensamblaje hasta llegar a lo más completo posible.
“Una vez que esté terminado en su versión definitiva, el genoma nos va a permitir hacer preguntas sobre la evolución de la especie, compararlo con especies hermanas y comprender en parte lo que ha pasado en la Tierra: la Araucaria es un fósil viviente, ha vivido en la Tierra por mucho tiempo y ese tiempo ha dejado huellas”, explicó el académico.
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Investigaciones y conocimientos que, luego, se pueden transferir a otras preguntas y materias que, finalmente, pueden “permitir tener un mejor manejo de la conservación, más efectiva”, sostuvo Verónica Emhart, subgerenta de Genética y Biotecnología de CMPC, quien lideró el trabajo desde la vereda de la empresa, y la razón es que permitirá “direccionar las estrategias con un asidero científico”, afirmó.
La alianza
Un proyecto valorado por las autoridades, por sus resultados y por la alianza estratégica que los permitió.
“Para la Universidad es una alegría poder ver trabajos conjuntos con el sector privado en torno a temas tan importantes como el estudio del genoma que nos permite analizar cambios y la evolución de la Araucaria. Y dentro de eso está el impacto que puede tener en la biodiversidad y conservación de especies que son emblemáticas del país”, enfatizó Andrea Rodríguez, vicerrectora de Investigación y Desarrollo de la UdeC.
Ignacio Lira, subgerente de Asuntos Corporativos, complementó que “con la UdeC tenemos una larga tradición de colaboración en varios aspectos, trabajamos en materia de incendios, conservación de la biodiversidad, en temas de protección de la naturaleza, y creo que ese es un camino que tenemos que seguir potenciando para el desarrollo del país”.
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Desde allí, Gustavo Núñez, seremi de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación para la Macrozona Centro Sur, manifestó que “tener un genoma de la Araucaria araucana es un inicio de investigación enfocada a entender la diversidad genética de la especie y la adaptación, y en un escenario bastante importante con una triple crisis (climática, de biodiversidad y contaminación), y que es muy relevante entender esto desde el mundo privado y en colaboración con la academia y lograr generar este tipo de iniciativas”.
Hacia la secuenciación del genoma del pehuén: del reto al hito científico
¿Qué es un genoma? ¿Por qué es relevante secuenciar? ¿Cómo se puede aplicar el conocimiento? Varias preguntas surgen a raíz del hito científico local en torno a nuestra Araucaria y sus respuestas son clave para dimensionar el gran potencial de impacto del resultado y los avances que sigan.
Genoma y complejidad
El genoma es la totalidad del material genético (ADN) de un organismo o especie, y se puede descifrar como código mediante la tecnología de secuenciación.
“Hoy la secuenciación de genoma no es tan compleja. El de una bacteria demora horas y del humano puede tardar días. Pero, el de la Araucaria es 8 veces más grande que el humano y no hay otra que tenga un buen genoma (decodificado). Entonces, secuenciar y armar el genoma toma tiempo por lo grande que es, y se requiere mucha capacidad de cómputo”, aclaró Rodrigo Hasbún.
Y el investigador que integra el equipo Oscar Toro, académico del Departamento de Botánica de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas de la UdeC, profundizó que “la Araucaria araucana es representante de las gimnospermas, un grupo bastante ancestral en la clasificación de plantas y todas se caracterizan por tener un genoma excesivamente grande”.
En números significa que “el genoma humano son cerca de 3,2 gigas base y en la Araucaria son 25 a 26 millones. Necesitas mucho tiempo de secuenciación y una fuerte inversión para tener la suficiente cantidad de lectura”, expuso. Por ello que “éste podría ser el genoma más grande ensamblado en Chile hasta el momento”.
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Aplicación e impacto
Una magnitud que hace juicio al tamaño del simbólico árbol milenario. Y así de grande es también el potencial de impacto de lograr descifrar el genoma y que, de cara al futuro, debería saberse aprovechar por actores competentes.
Lo primordial está en comprender mucho más la evolución, adaptación y resiliencia para fortalecer su protección y preservación, de una especie cuyo estado de conservación está clasificado como “en peligro” según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) y el Ministerio de Medio Ambiente. Tala, pastoreo y merma a la cosecha de su semilla, cambio en el uso de suelo incendios forestales y cambio climático se consideran principales amenazas del gigante de crecimiento extremadamente lento.
Ante ello es que conocer el genoma puede jugar un rol clave, desde la comprensión de los ancestros hasta la especie moderna.
“El linaje de las Araucarias es bastante antiguo, los ancestros directos de la Araucaria araucana estuvieron con los dinosaurios. La Araucaria tiene distribución gondwánica y las especies se encuentran desde Nueva Zelanda, parte de Argentina y Chile. y algunas zonas de Brasil, y no hay más. Por eso se conforma como fósil viviente, porque tiene la herencia de todos esos linajes que están representados en ese descendiente. Y desde ese punto de vista el genoma puede tener múltiples aplicaciones”, sostuvo Toro.
Porque en el genoma van quedando huellas que pueden hablar del pasado e impactar al presente.
Ejemplificó la posibilidad de indagar cómo era la vida de la planta en la prehistoria y comparar con el tiempo actual; su exposición y adaptación y resiliencia ante eventos climáticos extremos como sequías y otras presiones ambientales; la vulnerabilidad o resistencia ante patógenos u otras amenazas.
Son algunas posibilidades de investigaciones y conocimientos que se podrían generar y aplicar en la toma de decisiones y diseño de estrategias o políticas relacionadas al monitoreo, restauración y conservación con más efectividad en un largo plazo.
Del presente al futuro
El estado del genoma es lo que Hasbún denominó “versión 0.0”, una base desde la que van a avanzar a nuevas etapas hasta llegar a un genoma completo a escala de cromosomas en un futuro cercano.
“Tenemos que terminar de unir los fragmentos. Generamos 10 TB de información y para ensamblar el genoma usamos sólo 500 MG. Entonces, nos queda un montón de secuencia que podemos usar para mejorar lo que tenemos y pasar a una versión 1.0, donde además van a estar anotados los genes de Araucaria araucana. Después viene la versión 2.0, que es tratar de ordenar los fragmentos y llegar a escala de cromosomas, la más visible que tenemos del ADN. En la Araucaria deberían ser 12 y ya tenemos secuenciado al cloroplasto y mitocondria”, detalló.
Y mientras más completa la versión del genoma, más precisa la búsqueda de respuestas y diversas las investigaciones como las aplicaciones que se posibilitan: “da para décadas de trabajo a partir del genoma”, afirmó.
Sobre esta base también se espera usar la tecnología y experiencia para abordar otras especies con problemas de conservación, pudiendo seguir sumando hitos en la ciencia local.
Hoy existen 22 genomas de referencia de especies de coníferas, sólo 1 está completamente ensamblado y 5 a nivel de cromosomas, y ninguno de referencia para una Araucaria.