Arrozaren genomaren materia iluna, arroz-etxekotzearen argibide

Koldo Garcia

Genetikaz aritzen garenean geneak dira erabateko izarrak. Genomen osagai hauek eramaten dituzte arreta, ikerkuntza eta lerroburu gehienak. Baina bizidun askoren kasuan geneak genomen zati txiki bat besterik ez dira. Genomen gainontzeko osagaiek, askoz gehiago izanda ere, ez dute geneek duten distira. Askotan materia ilun edo DNA zabor deitu izan zaie, urte luzez uste izan baita ez zutela ezertarako balio. Baina esaera zaharrak esaten duen bezala, usteak erdi ustel, denboran mantentzen badira ere. Gutxietsitako gene-osagai horiek erantzukizun nabarmena dute genomen funtzioan eta eboluzioan. Horren adibide berri bat dugu arrozaren etxekotzea.

Geneak, proteinarik sortzen ez duten RNA luzeak eta laburrak, salto egiten duten gene-osagaiak, sekuentzia errepikatua… Unibertso oso bat dago bizidunen genometan. Baina geneei bakarrik erreparatzen diegu, proteinak sortzen dituztenez, zerbait egiten duten gene-osagai bakarrak direla ematen duelako. Gainontzeko osagaiak DNA zabortzat jo badira ere, gero eta argiagoa da askotariko funtzioak dituztela eta, horregatik, zuzenagoa litzateke DNA txatar deitzea. Bizidun guztien genometan handia da gene-materia ilun honen presentzia, genomaren zatirik handiena hartzen baitu; eta landareetan are nabarmenagoa da presentzia hori.

Ikerketa berri batek arrozean aztertu ditu gene-materia ilun honen parte diren osagai batzuk, proteinarik sortzen ez duten RNA luzeak (lncRNA eran laburtzen direnak) hain zuzen ere. Gene-osagai horiek geneen funtzioa modulatzen dute, geneen adierazpena kontrolatzen baitute; hau da, geneen aktibitate-maila doitzen dute. lncRNAk aztertu dituzte etxekotutako 638 arroz aletan (O. sativa ssp. japonica) eta bere ahaide basatiaren (Oryza rufipogon) 220 aletan, lncRNA-ek arroza etxekotzean izan duten balizko eragina ikertzeko.

Lehenengo lana izan zen gene-osagai horiek bilatzea eta identifikatzea. Horretarako, arrozaren panikulako ehuna hartu zuten –ehun horrek zehazten baititu garauen tamaina, kopurua eta kalitatea– eta ehun horretan zegoen RNA guztia sekuentziatu zuten. Gene-informazio hori erabili zuten RNA guzti horretatik lncRNAk identifikatzeko eta ondorioztatu zuten halako 3300 gene-osagaitik gora zeudela arrozaren genoman.

Hurrengo lana izan zen aztertzea gene-osagai horien adierazpena –aktibitate-maila–eta adierazpena konparatzea etxekotutako arrozaren eta arroz basatiaren artean, RNA sekuentziatzeak ahalbidetzen duen analisia, hain zuzen ere. Hala, ikusi zuten 300 IncRNAk baino gehiagok adierazpen ezberdina izan zutela etxekotutako arrozaren eta arroz basatiaren artean; eta horietako gehienek adierazpen gutxiago izan zutela; hau da, arroza etxekotzean beren aktibitate-maila murriztu dute. Gainera, adierazpen ezberdina izan zuten gene-osagai horietatik laurden bat kokatuta zeuden bederatzi gene-eskualdetan; eta jakina zen horietako sei gene-eskualdek jasan zutela etxekotze-hautespena. Izan ere, ikertzaileek ondorioztatu dute adierazpen ezberdina izan zuten lncRNAen bi herenek zituztela hautespenaren zantzuak. Horrela, lncRNA hauen aktibitatea aldatu duten gene-aldaerak mantendu dira etxekotutako arrozaren gene-materialean.

Azkenik, aztertu zuten, era berean, gene-osagai hauek zein genetan zuten eragina. Gene horiek, batez ere, karbohidratoen garraioan eta energia-erreserben kudeaketan parte hartzen dute. Gainera, hainbat esperimenturen bidez ikusi zuten, oro har, lncRNAen adierazpenaren aldaketek eragina zutela arroz-garauen kalitatean, garauek duten almidoi kantitatea areagotuta. Esperimentu horietan 3 lncRNA hartu zituzten eta beren adierazpena handitu zuten, hau da, etxekotzean gertatu den kontrako prozesua egin zen. Horrela ikusi zuten aldatzen zela garauaren almidoi kantitatea eta kolorea. Ikertzaileen ustez, lncRNA bakoitzak aldaketa xumeak eragiten ditu, baina aldaketa xume horien baturak sortzen ditu itxuran ikusten diren aldaketa nabarmenak.

Arrozak duen garrantzi ekonomikoa dela eta, sakonki ikertu da nola areagotu desiragarriak diren agronomia-ezaugarriak. Geneak ikertu direnean ondorio gutxi atera dira, geneetan aldaketa nabarmenik ez baitago. Edota aurretik egindako ikerketek erakutsi zuten lotura zutela ezaugarri desiragarri horiek generik ez duten gene-eskualdeekin, eskualde ilun horietan kokatzen diren aldaerekin, hain zuzen ere. Ikerketa honek bide berri bat jorratu du: geneen funtzioa bera ikertu beharrean, gene horiek nola kontrolatzen diren ikertzea. Hau da, desiragarriak diren ezaugarriak hautatu direnean ez da geneen egitura aldatu, haien aktibitatea baizik. Horrela, ikertzaileek espero dute bide berri bat zabaltzea landareen hobekuntzan, lncRNAen manipulazioaren bidez desiragarriak diren agronomia-ezaugarriak lortuta.

Laburtuz, arrozaren etxekotze-prozesuaren ondorioz aldaketak gertatu dira genomaren materia ilunean. Aldaketa horiek eragina izan dute arrozaren ezaugarrietan, arrozaren landaketarako desiragarriak diren ezaugarrietan hain zuzen ere. Hortaz, bizidunen ezaugarri konplexuak eta eboluzioa aztertzeko, izarrak diren geneak aztertzearekin ez da nahikoa, ahaztuta gelditzen den materia ilunak gehiago argitzen baititu ezaugarri konplexuak eta eboluzioa.

Erreferentzia bibliografikoa

Zheng, X. M. et al., (2019). Genome-wide analyses reveal the role of noncoding variation in complex traits during rice domestication. Science Advances, 5(12), eaax3619. DOI: 10.1126/sciadv.aax3619.

Egileaz: Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.