Genómica

Desvelar los secretos de Agaricus…

Aunque la secuenciación del genoma humano ha dado mucho que hablar, así como la de las otras especies emblemáticas como el chimpancé o el arroz, la actividad de los genéticos se centra ahora en organismos menos conocidos, pero no por ello menos importantes.

No es raro ver en el litoral atlántico, en el frontal de una duna, el “banal” champiñón de París o Agaricus bisporus en un hábitat algo insólito. Debido a los vientos de arena, a veces es difícil reconocer la especie por su sombrero laciniado y a menudo marrón. Esta especie es un indicador de tendencia a la eutrofización y de una fertilización nitrogenada de la duna blanca, debido a los depósitos y a los movimientos de alta mar y de las algas. Un equipo de investigadores del INRA (Francia) estudia en su estado natural la especie Agaricus bisporus. © Shutterstock No es raro ver en el litoral atlántico, en el frontal de una duna, el “banal” champiñón de París o Agaricus bisporus en un hábitat algo insólito. Debido a los vientos de arena, a veces es difícil reconocer la especie por su sombrero laciniado y a menudo marrón. Esta especie es un indicador de tendencia a la eutrofización y de una fertilización nitrogenada de la duna blanca, debido a los depósitos y a los movimientos de alta mar y de las algas. Un equipo de investigadores del INRA (Francia) estudia en su estado natural la especie Agaricus bisporus.
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El bosque es verdaderamente su casa.

Aunque a veces se aventura en las praderas o los pastos, o también en terrenos baldíos poco arbolados.

Pero lo que prefiere son los montes altos, con grandes árboles que se dirigen hacia el cielo, árboles frondosos (robles, eucaliptos...) o coníferas como el abeto y la familia de los pinos (marítimos, silvestres, etc.), incluso en los climas áridos, los cipreses o los enebros. Y no obstante, Agaricus bisporus no forma parte de estos organismos asociados con la mitología de los bosques, árboles milenarios, poderosos ciervos o lobos salvajes. Tan sólo es un hongo discreto, de colores apagados, de pequeño tamaño, que vive una existencia escondida en la hojarasca.

Y aún así, Agaricus bisporus interesa enormemente a los científicos, que van a dedicar mucho dinero y varios años de trabajo de una veintena de equipos de todo el mundo para secuenciar su genoma y descifrar sus secretos. ¿A qué se debe tanto empeño? “A su papel ecológico antes de nada”, responde Mike Challen, de la Universidad británica de Warwick, el investigador principal de este ambicioso proyecto.

El champiñón de París (button mushroom en inglés), como se le denomina a veces, desempeña un papel esencial en el ecosistema forestal, el de descompositor. Y por eso, este trabajador infatigable, de algunos centímetros de alto, disimulado en las hojas muertas y las agujas secas, siempre tiene la última palabra, incluso ante árboles que le dominan desde hace siglos: al final del proceso de descomposición que, además de los hongos, moviliza una serie de vertebrados, invertebrados bacterias, etc., la materia vegetal queda completamente degradada en minúsculas moléculas, que seguidamente pueden ser asimiladas por las plantas, para que vuelva a empezar el ciclo.

Ser descompositor biológico en el entorno forestal no es nada fácil. Pocos organismos pueden hacerlo. Los árboles tienen la virtud de sintetizar moléculas resistentes, largos polímeros hechos de miles de azúcares reunidos en interminables cadenas moleculares, por lo que poseen una solidez impresionante. Los principales ejemplos son la celulosa, la hemicelulosa y sobre todo la lignina: ¡si se piensa que algunos árboles pueden vivir 2.000 años, se puede imaginar que estos polímeros biológicos no sean nada fáciles de degradar! “Los hongos disponen para ello de un arsenal muy especializado de enzimas y de vías metabólicas, cuyas aplicaciones potenciales son numerosas”, destaca Mike Challen. Enzimas entre las cuales ya se han aislado celulasas, xilanasas, lacasas, peroxidasas... Un arsenal de un gran interés biotecnológico, cuyos planos codificados están inscritos en los casi 34 millones de bases que constituyen el genoma de Agaricus bisporus, repartidas en 13 cromosomas, que ahora habrá que “interrogar”...

Los secretos de cómo los hongos degradan la materia vegetal interesan cada vez a más personas, en el actual contexto de preparación de la era post-petróleo. La biomasa, ya se trate de vegetales leñosos (por ejemplo, el eucalipto) o herbáceos (trigo, soja), incluso de algas, se convierte en una fuente de energía llena de posibilidades. Es evidente que hay que saber cómo extraer esta energía de forma efi eficaz y completa, y ahí, el metabolismo de los hongos, con sus enzimas milagrosas, puede llegar a ser un aliado muy valioso.

Estas potencialidades energéticas explican la participación en el proyecto del Departamento de Energía estadounidense (DoE, por sus siglas en inglés), muy implicado en la investigación sobre biocarburantes. El DoE, a través de su instituto de genómica (el Joint Genome Institute, JGI) llevará a cabo la totalidad de la secuenciación, antes de confiar la interpretación de los datos brutos (lo que se denomina anotación) a los demás socios del proyecto. Se pretende que la investigación se haga pública a través de Internet y de diversas publicaciones.

Comprender el ciclo del carbono

Independientemente de sus posibles aplicaciones, esta secuenciación tiene un interés fundamental: la comprensión del ciclo del carbono, un tema actual en un momento en el que nos interrogamos sobre los engranajes de la maquinaria climática. Cuando se descomponen los vegetales, una parte del carbono que contienen vuelve a la atmósfera en forma de CO2. Otra parte se queda en el suelo, en forma de partículas orgánicas mezcladas a la materia mineral. Este componente orgánico del suelo es muy importante: contribuye fuertemente a su fertilidad y permite además que el suelo pueda actuar como un inmenso pozo de carbono. Con frecuencia hay tanto carbono en el suelo como en los vegetales que crecen por encima, ¡y a veces mucho más! Es preciso comprender bien el ciclo del carbono para evaluar el impacto de la desforestación y el posible interés de las repoblaciones forestales, así como para definir los mejores métodos de gestión del territorio.

Pero Agaricus bisporus y sus primos del género agaricus tienen aún otras virtudes.

Parece ser que estos organismos podrían ser utilizados en los proyectos de biorremediación, es decir, la restauración de ecosistemas degradados a través de mecanismos naturales.

Se piensa que estos hongos son capaces de actuar como bioacumuladores de metales pesados: toleran concentraciones elevadas de mercurio o de cadmio, contaminantes importantes que impregnan algunos suelos sobre los que se han vertido residuos contaminados.

Por lo tanto, la idea de utilizarlos como extractores naturales de contaminación lleva ya algún tiempo en el aire.

Y lo último, y no por ello menos importante, no hay que olvidar que Agaricus bisporus es la seta más consumida en el mundo. Como lo recuerda Alan Castle de la Brock University (Ontario): “La producción mundial de setas aumenta y ha superado los 3 millones de toneladas, por un valor que excede los 10 mil millones de dólares y la mayoría de esta producción está constituida por los champiñones (Agaricus bisporus). A pesar de la importancia de este producto para la economía de un gran número de países de todo el mundo, sabemos muy poco sobre su genética y su reproducción, sobre todo en comparación con otros productos de menor importancia”. Alan Castle destaca además que la producción depende principalmente de una sola variedad, U1 y de sus derivados cercanos, lo que constituye un factor de riesgo...

Sin embargo, al llevar tanto tiempo cultivada, esta especie ha sido muy estudiada, de ahí que exista un gran corpus de conocimientos biológicos y agronómicos con respecto a ella (¡más de 1.600 artículos científicos censados!).

Por lo tanto, la secuenciación genética completará bien estos datos, sobre todo teniendo en cuenta que los genéticos por ahora no han estudiado apenas el grupo de los basidiomicetos, al que pertenece Agaricus. “Se trata realmente de solventar la falta de datos”, estima Mike Challen.

Además, este proyecto no se ha lanzado por casualidad. Se inscribe en un contexto más amplio, de mayor interés por seres vivos aún poco estudiados. “El reino micélico se está convirtiendo en la nueva frontera, es una tendencia de la biología occidental”, no duda en escribir el profesor Eric Denell, de la Universidad de Uppsala. “Tan sólo se han descrito 72.000 especies de un total estimado en 1,5 millones a escala mundial. Y de estas 72.000 especies ignoramos generalmente todo salvo el nombre. La ecología, la fisiología, la bioquímica y el potencial farmacéutico son campos aún por explorar”. Se puede decir que trabajo no va a faltar...

Yves Sciama


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Para saber más

Los hongos, organismos aparte

Los hongos, considerados durante mucho tiempo como plantas, constituyen a partir de ahora un reino diferente, de rango equivalente al de los animales y los vegetales.

Se distinguen de estos últimos por la ausencia de almidón y de clorofila, pero como ellos son absorbotróficos, es decir, se alimentan absorbiendo pasivamente los nutrientes, contrariamente a los animales que proceden por ingestión. La reproducción de los hongos se realiza según modalidades extremadamente variadas y curiosas, que aquí no podemos detallar. Los basidiomicetos (hongos con sombrero), a los que pertenece Agaricus bisporus, producen en su madurez esporas que se dispersan al viento.

Estas esporas crecen en la extremidad de órganos particulares, los basidios, de ahí su nombre.



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El JGI, genes para la independencia energética...

El Joint Genome Institute (JGI) estadounidense no sólo secuenciará al Agaricus bisporus este ano. Llevará a cabo un amplio programa de secuenciación relacionado con economía y medio ambiente, cuestiones que también estudia esta institución.

Además del champinón de París, secuenciará: • el eucalipto, uno de los árboles de crecimiento más rápido en el mundo, objetivo predilecto para los proyectos de biomasa • el mijo común (foxtail millet, Sertaria italica), una gramínea con la que se espera producir biocarburantes • el alga roja marina Porphyra purpurea, muy común en las zonas intermareales, para comprender mejor el ciclo del carbono oceánico • y también un protozoo, un organismo unicelular planctónico, un moho…



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