L'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre d'investigació del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), crea un mapa del metabolisme de la tomaca que identifica xarxes de gens que coordinen la resposta a l'estrés hídric i el desenrotllament dels fruits
Un estudi de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), situat en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV); juntament amb el Nucli Mil·lenni Phytolearning (Xile), ha desxifrat com els gens de la tomaca (Solanum lycopersicum) es comuniquen entre si per a coordinar processos essencials com la maduració del fruit i la resposta a la sequera. Esta troballa, publicat en la revista Plant Communications, obri noves vies per a desenrotllar cultius més resilients i sostenibles en un context de canvi climàtic.
L'estudi, liderat per l'investigador de l'I2SysBio Tomás Matus i pels directors de Nucli Mil·lenni Phytolearning, Elena Vidal i José Miguel Álvarez, revela que el funcionament de la planta de la tomaca depén de xarxes complexes d'interacció, on cada òrgan (arrels, fulles, flors i fruits) organitza la seua pròpia estratègia de regulació.
Este treball també ha permés generar un autèntic ‘mapa funcional’ del metabolisme de la tomaca, identificant els nodes més influents de la xarxa: gens que actuen com a coordinadors de la resposta a l'estrés hídric (sequera) i en el desenrotllament dels fruits
Per a aconseguir-ho, l'equip ha analitzat més de 10.000 conjunts de dades d'expressió gènica procedents de diferents òrgans i condicions ambientals, i han reconstruït com es comuniquen els gens entre si. “El que finalment aconseguim va ser entendre qui dona les ordes, qui respon i com canvia eixa conversa entre una arrel, una fulla o un fruit”, explica Elena Vidal.
Este treball també ha permés generar un autèntic ‘mapa funcional’ del metabolisme de la tomaca, identificant els nodes més influents de la xarxa: gens que actuen com a coordinadors de la resposta a l'estrés hídric (sequera) i en el desenrotllament dels fruits. “Amb esta informació podem dissenyar estratègies de millora genètica més intel·ligents, basades en xarxes completes i no en hipòtesis aïllades”, assenyala Tomás Matus, co-autor de l'article i líder del TomsBio Lab en l'I2SysBio.
Una visió en xarxa enfront del canvi climàtic i la sequera
Esta investigació marca un canvi de paradigma: modificar un sol gen pot arrossegar efectes sobre tota la xarxa, la qual cosa exigix estratègies basades en sistemes complets. “Adoptar una visió en xarxa ens permet entendre que en les plantes no hi ha gens que actuen de forma aïllada, sinó sistemes complexos de comunicació on cada gen influïx en molts altres”, explica Matus.
En contextos com el canvi climàtic i la sequera, esta mirada és clau perquè ajuda a descobrir com les plantes reorganitzen les seues xarxes internes per a adaptar-se a l'estrés: quins gens assumixen rols de lideratge, com canvien les prioritats de regulació entre arrels, fulles o fruits, i quins mecanismes de comunicació s'activen o s'apaguen.
“Allí on els cultius enfronten cada vegada més condicions extremes, entendre estes xarxes pot ajudar-nos a anticipar i seleccionar varietats amb estratègies de resiliència més eficients, en lloc de centrar-nos en un sol ‘gen miraculós’. És una forma més realista i moderna d'entendre la biologia vegetal enfront del canvi climàtic”, Tomas Matus, co-autor de l'article i líder del TomsBio Lab en l'I2SysBio
“Allí on els cultius enfronten cada vegada més condicions extremes, entendre estes xarxes pot ajudar-nos a anticipar i seleccionar varietats amb estratègies de resiliència més eficients, en lloc de centrar-nos en un sol ‘gen miraculós’. És una forma més realista i moderna d'entendre la biologia vegetal enfront del canvi climàtic”, afirma Matus.
TomViz: una plataforma web oberta
Com a part de l'estudi, l'equip ha creat TomViz, una plataforma interactiva que permet explorar les xarxes reguladores gèniques de la tomaca de manera senzilla i visual. Esta ferramenta, integrada en l'entorn PlantaeViz, oferix a la comunitat científica accés obert a les dades i funcionalitats per a consultar gens, identificar les seues connexions i generar subxarxes personalitzades. A més, inclou opcions per a realitzar anàlisis d'enriquiment, visualitzar la posició dels gens en el genoma i descarregar resultats en diferents formats.
Gràcies a TomViz, qualsevol investigador —a Xile, Espanya o qualsevol part del món— pot aprofitar este recurs per a proposar noves estratègies que facen els cultius més resistents a la sequera, més productius i sostenibles, impulsant la col·laboració global i la innovació en millora genètica.
No et perdes la intervenció de Tomás Matus en Innotransfer 2024 sobre la indústria plant-based en el PCUV
Font: Delegació CSIC Comunitat Valenciana
Fernández J.D., Navarro-Payá D., Santiago A., Cerda A., Canan J., Contreras-Riquelme S., Moyano T.C., Landaeta-Sepúlveda D., Melet L., Canales J., Johnson N.R., Álvarez J.M., Matus J.T., y Vidal E.A (2025). Organ-level gene-regulatory networks inferred from transcriptomic data reveal context-specific regulation and highlight novel regulators of ripening and ABA-mediated responses in tomato. Plant Communitacions, 2025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101499
--
Entrades recents