Un estudio reciente ha revelado cómo las plantas de la familia de las solanáceas son capaces de producir compuestos farmacéuticamente valiosos y cómo esta biosíntesis está regulada epigenéticamente. Las plantas, a lo largo de su evolución, han desarrollado una sorprendente capacidad para sintetizar una amplia variedad de sustancias químicas que les permiten defenderse de animales y patógenos. Entre estas sustancias, destacan los withanolides, un grupo diverso de esteroides que presentan propiedades beneficiosas para la salud humana.
Investigadores liderados por el profesor Claude Becker, genetista de la Facultad de Biología de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (LMU), han identificado un grupo de genes responsables de la producción de withanolides en la planta Physalis grisea. Esta investigación, publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, ha sido posible gracias a la colaboración con el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas y la Universidad de Hohenheim.
Descubrimiento de un clúster genético
Los clústeres de genes son agrupaciones de genes que codifican enzimas necesarias para las etapas sucesivas de una vía biosintética, organizados en estrecha proximidad para asegurar su regulación y herencia conjunta. En el caso del clúster de withanolides, el equipo de investigación descubrió una duplicación en el genoma que ha dado lugar a dos unidades funcionalmente separadas: una activa únicamente en la raíz de la planta y otra en los tejidos aéreos.
Un hallazgo sorprendente de esta investigación es que la separación y organización de estas dos unidades parece estar regulada epigenéticamente. Esto significa que las versiones del clúster difieren en la estructura local y las modificaciones químicas del ADN, lo que permite a la planta producir defensas químicas ligeramente diferentes en sus tejidos subterráneos y aéreos.
Mediante la genómica comparativa, el equipo pudo demostrar que, aunque la duplicación del clúster de genes de withanolides es específica de la subfamilia de Physalis y sus parientes cercanos, el clúster en sí es altamente conservado en toda la familia de las solanáceas, aunque está ausente en géneros que incluyen cultivos como el tomate y la patata.
Este estudio aporta las primeras evidencias sobre la producción de este grupo de metabolitos, cuya diversidad y multifuncionalidad son esenciales para el desarrollo de pesticidas alternativos y nuevos tratamientos terapéuticos. La investigación subraya no solo la complejidad de los mecanismos de defensa de las plantas, sino también su potencial aplicación en la medicina y la agricultura sostenible.
