El genoma del té revela la razón de su sabor y de su éxito económico
El árbol ha experimentado la duplicación serial de los genes responsables de la cafeína y los flavonoides. Los genes saltarines están detrás de ello
Hay té de muchos sabores (té negro, té verde, té de Oolong, té blanco, chai…), pero todos vienen de la misma planta, Camellia sinensis, el árbol del té. Los niveles de cafeína y flavonoides varían mucho entre las especies del género Camellia, pero son especialmente altos en Camellia sinensis, y el genoma revela por qué: el árbol del té ha experimentado múltiples duplicaciones de los genes responsables de su síntesis. Esta amplificación genética está mediada por transposones (genes saltarines), y en gran medida es una respuesta a la domesticación de la planta y su adaptación a muchos climas distintos.
La principal fuente de cafeína del planeta no es el café, sino el té, la infusión predilecta de más de 3.000 millones de personas en 160 países. La planta se domesticó hace unos 5.000 años en Asia, y se le atribuyen propiedades saludables al menos desde la dinastía Shang, que reinó en China en el siglo III de nuestra era. Las hojas del árbol del té no solo contienen cafeína, sino también flavonoides, teanina (un análogo del glutamato), vitaminas, polisacáridos, aceites volátiles y minerales.
El género Camellia, al que pertenece el árbol del té (Camellia sinensis), es particularmente rico en especies de interés económico, como las bellas y famosas camelias (Camellia japónica, Camellia reticulata, Camellia sasanqua) y el árbol Camellia oleífera, de cuyas semillas se extrae un aceite comestible de buena calidad, llamado a veces aceite de camelia. Pero el que se lleva la palma es el té, con una producción anual superior a los 5.000 millones de toneladas.
Dada esta importancia económica, sorprende que el genoma del té no se conociera todavía. Y la principal razón es que ha resultado un genoma extraordinariamente dificultoso de resolver. No solo es grande, sino que está plagado de tramos de ADN repetitivo, debido a la gran cantidad de transposones (genes saltarines) que contiene. Lizhi Gao y sus colegas del Instituto Kunming de Botánica y otros centros científicos chinos han resuelto ahora el problema con un derroche de perseverancia e ingenio. Presentan el primer borrador del genoma del té en Molecular Plant.
“Hay muchos sabores distintos de té”, dice el genetista Gao, “pero el misterio es qué determina, o cuál es la base genética, de esos diversos sabores”. Investigaciones anteriores han indicado que buena parte de sabor del té se debe a los flavonoides, y en particular a uno de ellos llamado catequina. Estas moléculas son antioxidantes que sirven a las plantas a adaptarse a su entorno. La catequina, además, confiere al té su característico sabor amargo.
Ni la cafeína ni la catequina son exclusivos del té —el resto de las 115 especies del género Camellia también contienen esos compuestos—, pero sí son especialmente abundantes en el té. Y los científicos chinos han descubierto por qué: los genes responsables de la síntesis de esas sustancias se han duplicado de manera serial en el genoma del té. Y esta amplificación de esas familias de genes ha venido mediada por transposones (genes saltarines), y en concreto por un tipo llamado retroposones (o retrotransposones), que son antiguos retrovirus que han perdido su capacidad de formar partículas infecciosas.
Nada menos que el 67% del genoma del té son secuencias de retroposones. Esta es la razón de que haya resultado tan difícil resolverlo. Para secuenciar un genoma, los científicos empiezan por romperlo en muchos pedazos, y de muchas formas distintas, de modo que los fragmentos solapen. Luego se secuencia (se lee) cada fragmento, y después se ensambla todo gracias a los solapamientos entre fragmentos. Pero, con un 67% de retroposones, que son básicamente iguales unos a otros, los solapamientos son ambiguos. Como dice Gao, es como resolver un puzle donde la mayor parte de las piezas son parte de un cielo azul sin una sola nube.
Durante el ciclo vital de un retrovirus, el genoma viral se integra en el genoma del huésped, luego saca muchas copias de sí mismo y al final cada genoma se empaqueta en una partícula infecciosa. Los retroposones han perdido esta última habilidad, pero conservan la de integrarse en el genoma, y a menudo sacan copias de sí mismos que se integran en otros lugares del genoma. Un fenómeno común durante esos saltos es que se lleven consigo parte del genoma del huésped que tienen al lado. Este es el mecanismo por el que el genoma del té ha duplicado muchas veces los genes responsables de la síntesis de cafeína, catequina y demás flavonoides.
Gao y sus colegas piensan que esas amplificaciones de familias de genes han permitido al árbol del té adaptarse a los muy diferentes ambientes donde la planta se siembra hoy. Muchos de los saltos de retroposones son recientes (han ocurrido en los últimos 5.000 años), por lo que parece probable que sean respuestas a la domesticación y cultivo del té. Es decir, un producto de la selección artificial que inspiró a Darwin su teoría evolutiva. En genómica, ha llegado la hora del té.
