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La biología molecular y la informática se unieron para descifrar la marea de información generada tras la publicación del genoma del tomate, y tras cinco años de trabajo colaborativo, este mes se publicaron los primeros resultados biológicos de esta investigación, que unió a Fernando Carrari del INTA Castelar, con el equipo liderado por Diego Milone del Centro de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional (sinc(i)) de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas de la UNL.

“Nos pusimos a investigar algoritmos nuevos en el área informática de minería de datos, y comenzamos con los datos de este proyecto”, indicó Milone. “La cuestión de fondo fue que el equipo del INTA tenía una gran cantidad  de datos que habían obtenido de diferentes mediciones y debían encontrar relaciones, tarea que era humanamente imposible de realizar”.

Lo que siguió fue un verdadero trabajo interdisciplinario que todavía no concluye y sigue sumando publicaciones.

Del genoma al software

El contacto entre biólogos e informáticos comenzó cuando Fernando Carrari estaba trabajando en el proyecto para descifrar el genoma del tomate, una iniciativa internacional que involucró a 300 investigadores de catorce países. “El principal objetivo era obtener el genoma de la especie cultivada de tomate. Trabajamos con esa meta y cada laboratorio aportaba una parte del análisis de la genómica estructural”, indicó Carrari. “Algunos laboratorios trabajábamos además en las secuencias genómicas, identificando aquellos genes relacionados a la calidad nutricional de los frutos y la síntesis de la vitamina E en la planta de tomate”.

Como parte de este proyecto internacional, Carrari tenía acceso a una cantidad de datos muy grande pero sin una herramienta informática iba a ser imposible entenderlos. “Debían encontrar relaciones complejas en una planilla de cálculo con miles de columnas y miles y miles de filas, todas llenas de  números. Era humanamente imposible encontrar relaciones en ese mar de datos”, explica Milone.

Con el desafío planteado, lo que siguió fueron años de trabajo colaborativo e interdisciplinario. Carrari y su equipo aportaron los datos biológicos y la información que querían encontrar y Milone y el resto del equipo del sinc(i) diseñaron los algoritmos. “Lo que hicimos fue minería de datos, es decir que investigamos para diseñar un algoritmo que pudiera meterse en esa marea de datos y encontrar patrones de comportamiento y relaciones”.

La colaboración fue mutuamente beneficiosa. El grupo de Milone fue publicando los resultados de su investigación en revistas de bioinformática y Carrari acaba de sacar las primeras conclusiones este mes en Science Communications, una revista muy destacada en su sector.

Los tomates y la vitamina E

El trabajo de Carrari se enfocó en la variación de la vitamina E que presentaban los tomates. Esta vitamina es un poderoso antioxidante que protege el tejido corporal del daño causado por sustancias llamadas radicales libres. Estos radicales pueden dañar células, tejidos y órganos, y se cree que juegan un papel en ciertas afecciones relacionadas con el envejecimiento.

La principal conclusión a la que llegaron en el INTA es que si bien hay una relación entre la regulación y la acumulación de la vitamina E, es de tipo epigenético, es decir, que no está en la estructura misma de los genes sino en las regulaciones de estos genes cuando las plantas son cultivadas en ciertas condiciones. “Lo relevante es que explica la baja heredabilidad de este carácter, o sea que el contenido de vitamina E es difícil de ser mejorado porque el componente genético explica muy poco y el componente que más explica es ambiental”.

Este descubrimiento es muy importante porque aporta conocimientos fundamentales para el mejoramiento de cultivos ya que se conocen los mecanismos genéticos, moleculares y bioquímicos que regulan la síntesis de vitamina E.