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Té: ¿Cómo una hoja Produce muchos sabores?
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Té: ¿Cómo una hoja Produce muchos sabores?

El genoma del árbol del té contiene pistas sobre cómo una hoja produce tantos sabores.

Arbusto de Camellia sinensis.
Crédito: LiZhi Gao Lab.

Las variedades de té más populares, como el té negro, el té verde, el té Oolong, el té blanco y el chai, provienen de las hojas del arbusto de hoja perenne Camellia sinensis, también conocido como el árbol del té. A pesar de la inmensa importancia cultural y económica del té, se sabe relativamente poco sobre el arbusto detrás de las hojas de té. Sin embargo, el primer borrador del genoma del árbol del té publicado el 1 de mayo en la revista Molecular Plant puede ayudar a explicar por qué las hojas de té son tan ricas en antioxidantes y cafeína.

Entender cómo el árbol del té se diferencia genéticamente de sus parientes cercanos puede ayudar a los productores de té a descubrir qué hace que Camellia sinensis se vuelva tan especial. El género Camellia contiene más de 100 especies, incluidas varias plantas de jardín decorativas populares y C. oleifera, que produce aceite de "árbol de té", pero solo dos variedades principales (C. sinensis, var. Assamica y C. sinensis var. Sinensis) se cultivan comercialmente para hacer té. "Hay muchos sabores diferentes, pero el misterio es lo que determina o cuál es la base genética de los sabores de té". dice el genetista de plantas Lizhi Gao del Instituto de Botánica de Kunming en China.

Estudios previos han sugerido que el té debe gran parte de su sabor a un grupo de antioxidantes llamados flavonoides, moléculas que se cree que ayudan a las plantas a sobrevivir en sus ambientes. Uno, un flavonoide de sabor amargo llamado catequina, está particularmente asociado con el sabor del té. Los niveles de catequina y otros flavonoides varían entre las especies de Camellia, al igual que la cafeína. Gao y sus colegas encontraron que las hojas de C. sinensis no solo contienen altos niveles de catequinas, cafeína y flavonoides, sino que también tienen copias múltiples de los genes que producen cafeína y flavonoides.

La cafeína y los flavonoides como las catequinas no son proteínas (y por lo tanto no están codificadas en el genoma directamente), pero las proteínas genéticamente codificadas en las hojas de té las fabrican. Todas las especies de Camellia tienen genes para las vías productoras de cafeína y flavonoides, pero cada especie expresa esos genes en diferentes niveles. Esa variación puede explicar por qué las hojas de C. sinensis son adecuadas para hacer té, mientras que otras hojas de especies de Camellia no lo son.

Gao y sus colegas estiman que más de la mitad de los pares de bases (67%) en el genoma del árbol del té son parte de secuencias de retrotransposones, o "genes de salto", que se han copiado y pegado en diferentes lugares del genoma numerosas veces . La gran cantidad de retrotransposones dio como resultado una expansión dramática en el tamaño del genoma del árbol del té, y posiblemente muchos, muchos duplicados de ciertos genes, incluidos los resistentes a las enfermedades. Los investigadores piensan que estas familias de genes "expandidos" deben haber ayudado a los árboles de té a adaptarse a diferentes climas y tensiones ambientales, ya que los árboles de té crecen bien en varios continentes en una amplia gama de condiciones climáticas. Dado que gran parte de los retrotransposones para copiar y pegar parecen haber ocurrido relativamente recientemente en la historia evolutiva del árbol del té, los investigadores teorizaron que al menos algunas de las duplicaciones son respuestas al cultivo.

Sin embargo, estos genes duplicados y la gran cantidad de secuencias repetidas también convirtieron el ensamblaje del genoma de un árbol del té en una batalla cuesta arriba. "Nuestro laboratorio ha secuenciado y ensamblado con éxito más de veinte genomas de plantas", dice Gao. "Pero este genoma, el genoma del árbol del té, fue difícil".

Por un lado, el genoma del árbol del té resultó ser mucho más grande de lo que inicialmente se esperaba. Con 3.020 millones de pares de bases de longitud, el genoma del árbol del té es más de cuatro veces el tamaño del genoma de la planta de café y mucho más grande que la mayoría de las especies de plantas secuenciadas. Para complicar aún más la situación, muchos de esos genes son duplicados o casi duplicados. Los genomas completos son demasiado largos para secuenciarlos en una sola pieza, por lo que los científicos deben copiar miles y miles de fragmentos del genoma, secuenciarlos e identificar secuencias superpuestas que aparecen en múltiples fragmentos. Esos sitios de superposición se convierten en publicaciones de signos para alinear los fragmentos en el orden correcto. Sin embargo, cuando el genoma mismo contiene secuencias que se repiten cientos o miles de veces, esas superposiciones desaparecen en la multitud de repeticiones; es como armar un rompecabezas de un millón de piezas donde todas las piezas del medio se ven casi exactamente iguales.

En total, incluso con la secuenciación moderna, ensamblar el genoma llevó al equipo más de 5 años.

Y aún así, hay más trabajo por hacer, tanto en términos de verificar dos veces el borrador del genoma como en términos de secuenciar diferentes variedades de árboles de té de todo el mundo. "Junto con la construcción de mapas genéticos y nuevas tecnologías de secuenciación, estamos trabajando en un genoma del árbol del té actualizado que investigará parte del sabor", dice Gao. "Veremos la variación en el número de copias génicas para ver cómo afectan las propiedades del té, como el sabor. Queremos obtener un mapa de diferentes variaciones del árbol del té y responder cómo fue domesticado, cultivado y disperso en diferentes continentes del mundo".


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