Un grupo interdisciplinario de científicos de diversos centros de investigación, liderado por la Dra. Claudia Cárcamo, especialista en genética del Centro de Innovación Acuícola AquaPacífico, comenzará un estudio que espera identificar, a través de marcadores moleculares o SNPs, aquellos mecanismos fisiológicos que permiten la resistencia a hipoxia o bajas de oxígeno en especies nativas como Palometa y Cojinoba (Seriola lalandi y Seriolella violacea, respectivamente).
La reciente adjudicación de fondos de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico, FONDEF, al proyecto titulado “Análisis genético de especies para diversificación acuícola: identificación de SNPs en Seriola lalandi y Seriolella violacea para selección de rasgos en un contexto de cambio climático”, permitirá conocer y comprender los mecanismos detrás de la adaptación a ciertas condiciones ambientales y también a la tasa de crecimiento.
Se trata de una iniciativa encabezada por el Centro AquaPacífico en colaboración con el Centro Científico CEAZA, que comenzará su diseño experimental como primera etapa de un proceso que durará dos años y que contará, además, con el apoyo de la Universidad Católica del Norte y la empresa Atacama Yellow Tail SPA.
La propuesta se enmarca en un escenario de cambio climático, cuya principal preocupación es el posible aumento, en frecuencia y duración, de los eventos de surgencia (afloramiento de masas agua desde la profundidad del océano con bajas temperaturas, bajas en oxígeno y ricas en nutrientes). De acuerdo esta proyección, los cultivos acuícolas locales podrían verse afectados dada las drásticas bajas de oxígeno (hipoxia) que se experimentan durante sus ocurrencias.
La dificultad de cubrir la creciente demanda alimentaria, es otra de las aristas que dio origen a la iniciativa, puesto que las proyecciones de las Naciones Unidad hablan de que en 2050 la población mundial habrá superado los 10.000 millones de personas, lo que provocará un incremento del 70 % en la producción de alimentos y exigirá la incorporación de prácticas más eficientes y sostenibles para abastecer la demanda mundial.
“Lamentablemente el crecimiento de la poblacional a nivel mundial ha ido de la mano con el aumento en los efectos del Cambio Climático. La presión terrestre para abastecer la demanda mundial por alimentos no dará abasto, esto obligará a las naciones a mirar hacia el mar y puntualmente, las empujará a potenciar por ejemplo el cultivo marino sostenible.”, precisa la Dra. Cárcamo.
Identificación de marcadores moleculares
El Dr. Claudio Álvarez, especialista en fisiología del CEAZA y director alterno del proyecto, comenta que el grupo de investigadores evidenció, en experimentos preliminares, que peces marinos nativos como Seriolella violacea son capaces de disminuir sus tasas de consumo de oxígeno cuando se enfrentan a ambientes con baja disponibilidad de este. Capacidad que les permitiría sobrevivir por mayor tiempo bajo condiciones de hipoxia.
“Queremos identificar y comprender los mecanismos fisiológicos detrás de esta capacidad de adaptación al ambiente con menos disponibilidad de oxígeno. Para ello, analizaremos las tasas de consumo de oxígeno de juveniles de S. violacea y S. lalandi, junto con determinar, la expresión de genes que codifican para moléculas involucradas en la captación y transporte de oxígeno hacia los tejidos de los peces”, explica el investigador.
El equipo de especialistas, a través de un evento forzado de hipoxia, pretende determinar cuáles son los individuos que muestran patrones de conducta que indiquen sensibilidad al evento y que, por ende, portan la información genética deseada, es decir, aquella que determina la resistencia o la capacidad de adaptación del individuo a esa condición. Asimismo, considerará como un segundo rasgo de interés el crecimiento rápido.
“Vamos a trabajar con el propio genoma del individuo, identificando polimorfismos puntuales, también denominado como ‘de un solo nucleótido o SNP’. Estos corresponden a mutaciones únicas (o variaciones en el ADN que nos diferencian unos de otros a nivel genético) y que están asociadas a los fenotipos que estamos buscando, es decir, resistencia a hipoxia y rápido crecimiento”, puntualiza la Dra. Cárcamo.
Selección de SNPs
El proyecto termina con el diseño de un chip SNP, elaborado a partir de ADN de la selección de aquellos reproductores que portan la información necesaria para obtener el fenotipo tolerante a hipoxia y de rápido crecimiento.
El chip es un producto que permitirá seleccionar, a partir de los reproductores, una generación directamente mejorada. La Dra. Cárcamo, especialista en genética, explica que en la naturaleza la selección ocurre muy lentamente, empujando aquellos individuos que son favorables para ciertas condiciones.
“Al utilizar marcadores moleculares, se puede alcanzar incluso hasta un 25 % de mejora sólo en una generación. Esa es la ventaja que proporciona hacer mejoramiento genético utilizando marcadores moleculares”, asegura.
En ese sentido advierte que “es de alguna manera una forma de acelerar la selección natural utilizando el propio genoma del individuo, no estamos cambiando la secuencia genómica o ingresando genes nuevos, estamos usando el del individuo para obtener una mejora. Seleccionando, dentro de la variabilidad normal que tiene un individuo, aquellos que tienen el mejor rendimiento”.
Si todo sale de acuerdo a la planificación, se obtendrá como producto un nuevo Chip de ADN, con un número adecuado de SNPs. Sin embargo, será necesario optar a nuevos recursos para pilotaje y escalamiento productivo de fabricación del chip, para un uso rutinario en la selección de reproductores con características mejoradas.
AquaPacífico
Es un Centro de Innovación Acuícola para la zona centro norte de Chile surgido de la alianza de dos instituciones que llevan más de 30 años desarrollando este ámbito científico productivo: la Universidad Católica del Norte (UCN)y Fundación Chile (FCh). Con el apoyo de CORFO, y posteriormente ANID, se concretó la unión de estas capacidades, en una nueva plataforma que realiza, fomenta e impulsa la acuicultura, tanto regional como nacional, mediante el desarrollo de procesos de I+D+i orientados a la creación de nuevos productos o servicios de alto valor y potencial de mercado.