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RESUMEN
Actualmente el sector frutícola en Chile constituye un importante motor para el desarrollo y crecimiento económico nacional, ocupando el 13,2% de la masa laboral. Además, nuestro país ocupa un importante sitial en el mercado internacional, ya que las exportaciones de fruta fresca representan una cifra cercana al 17% respecto al mercado mundial y las exportaciones de vinos permiten el ingreso de divisas por más de 500 millones de dólares al año.
Desde el punto de vista fitosanitario, las virosis constituyen un problema muy importante para este sector, puesto que son determinantes negativos de la productividad de los cultivos, de la calidad del fruto y de los productos obtenidos de estos. El control de virus sólo se realiza adoptando medidas preventivas que incluyen la detección de virus en las plantas, la erradicación de plantas enfermas y la búsqueda de variedades resistentes. Este proyecto pretende dar un aporte significativo a la fruticultura nacional entregando nuevas herramientas para aminorar este problema. Se han escogido como especies de estudio la vid, en particular la variedad cavernet souvignon, dada su relevancia a nivel nacional en la producción de vino. El proyecto contempla un gran aporte científico y tecnológico en el estudio funcional del genoma de la vid y en la identificación de genes que participan en respuesta a la infección por un patógeno. Además, se pretende desarrollar instrumentos de detección para virus que infectan vides y carozos, lo que se traduce en 2 objetivos principales.
En primer lugar, como objetivo central se propone identificar genes de vid que se inducen ante la infección viral, mediante genómica funcional. Este tipo de investigación no ha sido aun reportada en la literatura científica. Para ello nos proponemos desarrollar una genoteca de expresión de cDNA de vides utilizando tejido infectado con el virus GFLV. Además, pretendemos utilizar el RNA mensajero de tejido de vid infectado y no infectado. Ello nos permitirá identificar genes cuya expresión se afecta en respuesta a la infección por virus. Genes de vid homólogos a los inicialmente identificados en Arabidopsis serán pesquisados en la genoteca de cDNA de vid infectada con GFLV. Estos serán secuenciados y posteriormente caracterizados en el CGB. El contar con nuestros propios clones y secuencias de genes de vid, representa una gran ventaja estratégica dado el interés económico nacional e internacional de esta especie. Esperamos también, en el marco de este proyecto, poder construir microarreglos de vid y evaluar directamente en ellos la expresión génica en esta especie. La identificación de genes relevantes cuya expresión se ve activada o inhibida por la infección viral en este sistema, nos permitirá evaluarlos posteriormente de manera acuciosa. Adicionalmente, a partir de las secuencias génicas obtenidas de la vid, se podrá modelar la estructuras tridimencional de proteínas por comparación con estructuras conocidas determinadas empíricamente.Este tipo de aproximación, nos permitirá avanzar significativamente en el entendimiento de la función de los genes y proteínas que estos codifican en las plantas. La proyección de este trabajo es el futuro diseño de estrategias biotecnológicas para generar plantas resistentes a infecciones virales y, por consiguiente, con mayor productividad y mejor calidad de fruta y vinos.
Además, como segundo objetivo se contempla desarrollar sistemas específicos que permitan detectar las variantes chilenas de los virus GFLV, GLRaV y ToRSV en vides y de PPV en carozos. Para ello nos hemos propuesto como plan de trabajo: identificar y aislar cepas chilenas de estos virus, clonar y secuenciar la proteína de la cubierta de cada uno de estos virus, crear una base de datos de dominio público con información sobre los genomas secuenciados y desarrollar sistemas de detección específicos sensibles y de bajo costo usando tecnología de punta. Este trabajo permitirá apoyar la implementación del programa de certificación en vides y carozos por el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG).
Para realizar este proyecto contamos con científicos y profesionales de gran prestigio con capacidad para utilizar las modernas técnicas de genómica y proteómica en plantas y virus vegetales, con los cuales pretendemos implementar un "Programa de Genómica Vegetal y Patógenos Virales". Participan de este equipo la Facultad de Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile, con su grupo de Biología Molecular Vegetal, expertos en modelamiento de proteínas, y el Centro de Genómica y Bioinformática (CGB); la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile, con su grupo de Fitopatología, la empresa BIOS-Chile, con gran experiencia en el desarrollo y comercialización de productos biotecnológicos, especialmente en el área de diagnóstico de patógenos; y la Fundación Ciencias para la Vida, quienes aportarán profesionales expertos en genómica funcional de patógenos y en inmunología, además de contribuir con contacto tanto nacionales como internacionales en bioinformática y normativas regulatorias y patentes. Este equipo, que esperamos se constituya en un grupo estable consultor en la disciplina, cuenta además con numerosos vínculos de colaboración con la comunidad científica internacional. En este proyecto en particular, colaboran el Dr. Roger Beachy, experto en biología molecular de virus vegetales y presidente del Donald Danforth Plant Science Center en Estados Unidos de Norteamérica; la Dra. Shauna Somerville, del Consorcio de Genómica Funcional de Arabidopsis (AFGC) que está desarrollando las más modernas tecnologías a nivel mundial para estudios en genómica funcional. Además colaborará en este proyecto el Dr. Robert Henry, miembro del CPCG del Southern Cross University, el cual es un experto en genómica de vides viniferas. También participarán el Dr. John Manners del CSIRO Plant Industry en Australia, con experiencia en genómica funcional vegetal en respuesta a patógenos y el Dr. P. Martelli, experto en virus de frutales, de la Universidad de Bari en Italia. El Dr. Andrej Sali, profesor de The Rockefeller University, un experto mundial en modelamiento de estructuras proteicas, también ha comprometido su apoyo a este proyecto y permitirá el uso de la tecnología de modelamiento de proteínas a gran escala, a través de su proyecto ModPipe. En términos nacionales, contamos con el apoyo y patrocinio del SAG de Chile.
También el proyecto contempla la formación de estudiantes de pre y post-grado en áreas de innovación en el país y de reciente desarrollo internacional como genómica, proteómica y bioinformática. Ellos tendrán la posibilidad de adiestrarse en laboratorios líderes en estas disciplinas en el mundo y participarán en seminarios científicos y en la implementación de estas modernas tecnologías en el país. Igualmente diversos profesionales del gobierno o del área productiva relacionada con el Proyecto podrán ser capacitados en estas modernas tecnologías. |