En 1924, la revista Science informó de un caso fatal de intoxicación causado por comer papas: James B. Matheney de Vandalia, Illinois, había almacenado cerca de una tonelada y media de tubérculos, que se habían vuelto verdes debido a la exposición a la luz solar. Dos días después de comer las papas, la mayor parte de su familia – esposa, dos hijas y cuatro hijos – mostraron síntomas de intoxicación; las únicas excepciones fueron el propio James, que no había comido papas, y un bebé que era amamantado. Su esposa, de 45 años, murió una semana más tarde, seguida por su hija de 16 años. Los otros cinco miembros de la familia se recuperaron.
Aunque estos casos de muerte son raros entre seres humanos, los animales de granja a menudo se enferman o mueren después de comer papas verdes. Los síntomas incluyen daños al sistema digestivo, así como la pérdida de sensación, alucinaciones y otros trastornos neurológicos. La muerte puede ser causada por una interrupción de los latidos del corazón. Los culpables son las sustancias tóxicas solanina y chaconina, cuya concentración se eleva abruptamente debido a la exposición a la luz o durante la etapa de brotación, y protege a los tubérculos de insectos y enfermedades.
La solanina y la chaconina pertenecen a la gran familia de glicoalcaloides, que incluye miles de toxinas que se encuentran en pequeñas cantidades en otras plantas comestibles, incluyendo tomates y berenjenas. Estas sustancias se conocen desde hace más de 200 años, pero sólo recientemente el Prof. Asaf Aharoni, del Departamento de Ciencias de las Plantas, ha comenzado a desentrañar la forma en que son producidas en plantas. Él y su equipo han trazado el camino bioquímico responsable de la fabricación de glicoalcaloides a partir del colesterol. Sus resultados facilitarán el mejoramiento de cultivos libres de toxinas y el desarrollo de nuevas variedades de cultivos comestibles a partir de cepas silvestres que actualmente contienen cantidades tan grandes de glicoalcaloides que son consideradas incomestibles. Por otro lado, hacer que las plantas produzcan glicoalcaloides, en caso de no hacerlo, o aumentar su contenido de glicoalcaloides, puede ayudar a protegerlas contra enfermedades.
Hace dos años, en una investigación publicada en The Plant Cell, los científicos identificaron el primer gen de la cadena de reacciones que produce las glicoalcaloides. En un nuevo estudio, recientemente publicado en Science, ellos lograron identificar otros nueve genes de la cadena. Esto lo hicieron utilizando el gen original como marcador y comparando los patrones de expresión de genes en diferentes partes de tomates y de patatas. La interrupción de la actividad de uno de estos genes, encontraron, impidió la acumulación de glicoalcaloides en tubérculos de patata y tomates. El equipo reveló entonces la función de cada uno de los genes y delineó toda la secuencia, que consta de diez etapas, en la cual las moléculas de colesterol son transformadas en glicoalcaloides.
Un análisis de los resultados produjo una idea interesante: la mayoría de los genes implicados están agrupados en el cromosoma 7 de la papa y del genoma del tomate. Tal agrupación aparentemente evita que las plantas pasen a su descendencia una cadena de producción de glicoalcaloides incompleta, lo cual podría resultar en la fabricación de productos químicos dañinos para las plantas.
La investigación fue realizada por el becario postdoctoral, el Dr. Maxim Itkin, quien trabajó con el Dr. Uwe Heinig, el Dr. Oren Tzfadia, Pablo D. Cárdenas, el Dr. Samuel Bocobza, el Dr. Sergey Malitsky y la Dra. Ilana Rogachev de laboratorio del Prof. Aharoni; así como la Dra. Tamar Unger, del Centro de Proteómica Estructural de Israel en el Instituto Weizmann, y los científicos del Laboratorio Nacional de Química en Pune, India, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad de Wageningen, Países Bajos.
Los proyectos de investigación del Prof. Asaf Aharoni son apoyados por el Centro Clore de Biología Física; el Centro de la Familia Kahn de Sistemas Biológicos de la Célula Humana; la Fundación de la Familia de Tom y Sondra Rykoff; Roberto y Renata Ruhman, Brasil; la Fundación Adelis; el Fondo Leona M. y Harry B. Helmsley; el Stiftung Minna James Heineman; y el Fondo Raymond Burton de Investigación del Genoma de las Plantas. El Prof. Aharoni es el titular de la Cátedra Profesional Peter J. Cohn.
El Instituto Científico Weizmann en Rejovot, Israel, es una de las instituciones de investigación multidisciplinaria más destacadas del mundo. Conocido por su amplio estudio de las ciencias naturales y exactas, el Instituto está conformado por científicos, estudiantes, técnicos y personal de apoyo. Los esfuerzos de investigación del Instituto incluyen la búsqueda de métodos innovadores de lucha contra las enfermedades y el hambre, el examen de los problemas que lideran el campo de las matemáticas y ciencias de la computación, el estudio de la física de la materia y del universo, la creación de nuevos materiales y el desarrollo de nuevas estrategias para la protección del medio ambiente.
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