Un estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), junto con el Núcleo Milenio Phytolearning (Chile), ha descifrado cómo los genes del tomate (Solanum lycopersicum) se comunican entre sí para coordinar procesos esenciales como la maduración del fruto y la respuesta a la sequía. Este hallazgo, publicado en la revista Plant Communications, abre nuevas vías para desarrollar cultivos más resilientes y sostenibles en un contexto de cambio climático.
El estudio, liderado por el investigador del I2SysBio Tomás Matus y por los directores de Núcleo Milenio Phytolearning, Elena Vidal y José Miguel Álvarez, revela que el funcionamiento de la planta del tomate depende de redes complejas de interacción, donde cada órgano (raíces, hojas, flores y frutos) organiza su propia estrategia de regulación.
Para lograrlo, el equipo ha analizado más de 10.000 conjuntos de datos de expresión génica procedentes de diferentes órganos y condiciones ambientales, y han reconstruido cómo se comunican los genes entre sí. “Lo que finalmente logramos fue entender quién da las órdenes, quién responde y cómo cambia esa conversación entre una raíz, una hoja o un fruto”, explica Elena Vidal.
Este trabajo también ha permitido generar un auténtico ‘mapa funcional’ del metabolismo del tomate, identificando los nodos más influyentes de la red: genes que actúan como coordinadores de la respuesta al estrés hídrico (sequía) y en el desarrollo de los frutos. “Con esta información podemos diseñar estrategias de mejora genética más inteligentes, basadas en redes completas y no en hipótesis aisladas”, señala Tomás Matus, co-autor del artículo y líder del TomsBio Lab en el I2SysBio.
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Una visión en red frente al cambio climático y la sequía
Esta investigación marca un cambio de paradigma: modificar un solo gen puede arrastrar efectos sobre toda la red, lo que exige estrategias basadas en sistemas completos. “Adoptar una visión en red nos permite entender que en las plantas no hay genes que actúan de forma aislada, sino sistemas complejos de comunicación donde cada gen influye en muchos otros”, explica Matus.
En contextos como el cambio climático y la sequía, esta mirada es clave porque ayuda a descubrir cómo las plantas reorganizan sus redes internas para adaptarse al estrés: qué genes asumen roles de liderazgo, cómo cambian las prioridades de regulación entre raíces, hojas o frutos, y qué mecanismos de comunicación se activan o se apagan.
“Allí donde los cultivos enfrentan cada vez más condiciones extremas, entender estas redes puede ayudarnos a anticipar y seleccionar variedades con estrategias de resiliencia más eficientes, en lugar de centrarnos en un solo ‘gen milagroso’. Es una forma más realista y moderna de entender la biología vegetal frente al cambio climático”, afirma Matus.
TomViz: una plataforma web abierta
Como parte del estudio, el equipo ha creado TomViz, una plataforma interactiva que permite explorar las redes reguladoras génicas del tomate de forma sencilla y visual. Esta herramienta, integrada en el entorno PlantaeViz, ofrece a la comunidad científica acceso abierto a los datos y funcionalidades para consultar genes, identificar sus conexiones y generar subredes personalizadas. Además, incluye opciones para realizar análisis de enriquecimiento, visualizar la posición de los genes en el genoma y descargar resultados en distintos formatos.
Gracias a TomViz, cualquier investigador -en Chile, España o cualquier parte del mundo- puede aprovechar este recurso para proponer nuevas estrategias que hagan los cultivos más resistentes a la sequía, más productivos y sostenibles, impulsando la colaboración global y la innovación en mejora genética.
Referencia:
Fernández J.D., Navarro-Payá D., Santiago A., Cerda A., Canan J., Contreras-Riquelme S., Moyano T.C., Landaeta-Sepúlveda D., Melet L., Canales J., Johnson N.R., Álvarez J.M., Matus J.T., y Vidal E.A (2025). Organ-level gene-regulatory networks inferred from transcriptomic data reveal context-specific regulation and highlight novel regulators of ripening and ABA-mediated responses in tomato. Plant Communitacions, 2025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101499
