COLUMNA Ciencia y Futuro
El chan, redescubriendo un grano mesoamericano de alto valor nutricional y medicinal
Por Juan A. Osuna Castro*
Los cereales y leguminosas comerciales continuarán siendo los cultivos dominantes del planeta en el futuro por su productividad, valor económico y por constituir sistemas agrícolas de explotación bien establecidos. No obstante, debido al incremento poblacional (actualmente en el mundo existen más de 8 mil millones de personas y se prevé que para el 2050 la población aumentará en un 25%) y optará por las nuevas tendencias dietarías (veganos y vegetarianos); por lo que existen grandes oportunidades de desarrollar y aprovechar otros granos no tradicionales como fuentes alternativas y novedosas, ricas en cantidad y calidad de proteínas, ya sea para particulares condiciones ambientales y de cultivo de los países o bien para mercados específicos alrededor del mundo donde son empleados como alimentos nutracéuticos. Estos últimos poseen componentes fisiológicamente activos que además de proveer beneficios en la nutrición básica previenen enfermedades y/o promueven la buena salud.
Un cultivo no convencional con potencial nutracéutico es el chan o chía de Colima, como se conoce a la planta Hyptis suaveolens,de cuyas semillas se elaboran paletas y la bebida tradicional denominada “bate”. El chan es una dicotiledónea herbácea perteneciente a la familia Lamiaceae donde se incluyen además a la menta, orégano y tomillo. Esta planta era muy apreciada y ampliamente usada como alimento y medicina por los antepasados mesoamericanos que habitaban las regiones tropicales y subtropicales del centro y oeste de México, sin embargo, con la venida de los conquistadores españoles su producción y consumo se vieron limitados ya que era utilizada en rituales paganos.
Actualmente, el chan se redescubre debido a la elevada cantidad de proteínas de sus semillas, superior a las del trigo, maíz y arroz, y por poseer un buen perfil de aminoácidos esenciales (con excepción de lisina y triptófano) que satisfacen los requerimientos mínimos diarios establecidos por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, por sus siglas en inglés). La Globulina 11S (G11S), purificada y caracterizada por vez primera en nuestro grupo de investigación, es la proteína más abundante e importante desde el punto de vista nutricional del grano de chan. Está constituida de 4 monómeros distintos con pesos moleculares de ~50 kDa, con el característico puente disulfuro que une a los polipéptidos ácidos (~32 kDa) y básicos (~20 kDa).
La G11S de chan en su forma nativa se presenta como mezclas de estructuras cuaternarias (combinaciones de sus monómeros) como trímero, tetrámero y hexámero; dicha heterogeneidad intrínseca de esta clase de proteínas y la falta de información acerca de sus estructuras primarias y tridimensional dificulta el entendimiento de su relación estructura-función que respalden su aplicación en el área alimenticia y biotecnológica (a pesar de contar con estudios que evidencian sus propiedades funcionales de interés alimentario como solubilidad y capacidad emulsificante, es decir la capacidad de la proteína para mantener unido aceite y agua como en una mayonesa).
En el 2015 surgió The Mint Genome Project, una iniciativa que busca generar conocimiento de los genomas de más de 50 especies de plantas pertenecientes a la familia Lamiaceae. A partir de las bases de datos disponibles de H. suaveolens, y con la ayuda de herramientas bioinformáticas y de biología molecular, se logró aislar los 4 genes que codifican a los monómeros de la G11S de chan, con los que se dedujo sus estructuras primarias (secuencia de aminoácidos). Adicionalmente, las estructuras tridimensionales de cada uno de los monómeros fueron predichas utilizando las herramientas tecnológicas “in silico”, con lo que en un futuro se podrán efectuar modificaciones de sus características estructurales mediante ingeniería de proteínas con el objetivo de mejorar de forma racional y dirigida las propiedades funcionales de la G11S de chan antes citadas y/u otras de interés en la industria e incluso su valor nutricional y nutracéutico.
Lo antes expuesto forma parte de la tesis del Dr. Fernando de la Cruz Torres, egresado del Doctorado en Ciencias Químicas, que se realizó en las instalaciones del Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias y el Laboratorio de Biología Sintética, Estructural y Molecular (LaBioSEM) del Laboratorio de Agrobiotecnología, todos ellos de la Universidad de Colima y en el Instituto de Química de la UNAM.
*Profesor-Investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Colima
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