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viernes, 5 de septiembre de 2014

Los secretos genéticos del café

El consumo del café supera las 2.250 millones de tazas al día en todo el mundo. Sólo en 2013 se han producido más de ocho millones de toneladas, lo que convierte al café en una de las bebidas más populares. Ahora, un equipo internacional de científicos, en el que ha participado la Universidad de Barcelona (UB), ha secuenciado su genoma. Los datos obtenidos podrían ayudar a mejorar su cultivo, su sabor y su aroma. "Si disponemos del genoma se pueden realizar cruzamientos dirigidos que permitan, por ejemplo, obtener variedades que mejoren el sabor del café, aroma o la resistencia a plagas", detalla Julio Rozas, investigador ICREA y catedrático de la UB.
"El café es tan importante para los madrugadores de cada día como lo es para la economía global". En consecuencia, "la secuenciación del genoma podría ser un paso importante hacia la mejora del café: observando su genoma y sus genes específicos, pudimos sacar algunas conclusiones sobre aquello que lo hace especial", explica Philippe Lashermes, investigador del Instituto francés de Investigación para el Desarrollo (IRD) y uno de los coordinadores de este estudio publicado en la revista Science.

Un programa informático desarrollado en la UB

El equipo investigador creó un mapa de alta calidad del genoma de la especie de café Coffea canephora, que representa alrededor del 30% de la producción mundial. A continuación, los científicos compararon las secuencias y las posiciones de los 25.574 genes del café con las de otras especies.
Para llevar a cabo este análisis los investigadores de la UB, Pablo Librado y Julio Rozas, utilizaron BadiRate, un potente programa bioinformático de creación propia que permite analizar la ganancia y pérdida de genes a lo largo de la evolución. "Hemos usado BadiRatepara determinar el tipo de genes que han incrementado significativamente su número de copias en el linaje del café. Estos tipos de genes que se han 'expandido' de manera específica en el linaje del café son potenciales candidatos para comprender las particularidades y la evolución molecular de esta especie", explica el profesor Pablo Librado, miembro del Grupo de Investigación Consolidado de Genética Molecular Evolutiva de la UB.

La cafeína, sin un ancestro común

El café presenta ampliadas las N-metiltransferasas, es decir, las enzimas que están implicadas en la creación de la cafeína en la planta. Los investigadores constataron que estas enzimas del café están filogenéticamente más relacionadas entre ellas que con otrasN-metiltransferasas del té y el cacao. Este hallazgo sugiere que la síntesis de cafeína se desarrolló de modo independiente en el café.
Según Victor Albert, participante de esta investigación y profesor en laUniversidad de Búfalo, "observando las familias de genes que se encuentran expandidas en la planta y la relación entre la estructura del genoma del café y la de otras especies, hemos sido capaces de aprender sobre el camino evolutivo independiente del café, incluyendo la historia de la cafeína".
Entre los resultados, también se comprobó que, en comparación con otras especies de plantas, incluidas la uva y el tomate, el café alberga grandes familias de genes que se relacionan con la producción de compuestos 'alcaloides' y 'flavonoides', los cuales contribuyen aaspectos como el aroma del café y su amargura.

Un ADN diferente

El estudio también ha permitido entender mejor la evolución de la estructura del genoma del café. "Con el tiempo evolutivo, el genoma del café no se triplicó como en sus parientes: el tomate y el chili. Por el contrario, mantiene una estructura genómica similar a la de la uva. Así, la diversificación evolutiva del genoma del café fue impulsada probablemente por duplicaciones de genes particulares, en lugar de duplicaciones del genoma entero", explica Patrick Wincker, investigador en el CEA-Genoscope, también participante en la secuenciación.
Estos resultados contrastan con lo observado en otras plantas, para los que se ha sugerido que la diversificación de las especies se debe a la presencia de duplicaciones o triplicaciones de todo el genoma.
"El café forma parte de la familia de plantas Rubiaceae, que tiene cerca de 13.000 especies y es la cuarta más grande del mundo; por lo tanto, sin la duplicación del genoma en su origen, el caféparece romper con la idea de una relación entre la duplicación del genoma y la alta biodiversidad", concluye France Denoeud, otro de los participantes procedente del CEA-Genoscope.

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