Proteómica poscosecha, una herramienta para mantener la calidad

En un futuro próximo la proteómica poscosecha estará preparada para pasar de la investigación fundamental a ayudar a reducir las pérdidas de alimentos 

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutico

Para garantizar un suministro suficiente de alimentos para una población mundial en crecimiento, los esfuerzos para mejorar el rendimiento de los cultivos y la resistencia de las plantas deben complementarse con investigaciones para reducir las pérdidas posteriores a la cosecha. Las pérdidas que ocurren en esta fase y en diferentes etapas de la cadena alimentaria son sustanciales, tanto en los países desarrollados como en desarrollo. En los últimos años, hay un interés significativamente creciente en la aplicación de la proteómica para comprender los eventos poscosecha. La proteómica es un área de Biología Molecular, Biología Celular, Genética y Bioquímica. Consiste en el análisis global y a gran escala de los “proteomas”, que son el conjunto de proteínas y sus isoformas expresadas en una muestra biológica, es decir, en un organismo, tejido, bio-fluido o célula. Incluye técnicas que permiten identificar, cuantificar y estudiar la expresión proteica y las modificaciones postraduccionales de las proteínas. Entre los métodos de análisis se encuentran la electroforesis en gel bidimensional y la espectrometría de masas. En un futuro próximo, la proteómica poscosecha estará preparada para pasar de la investigación fundamental a ayudar a reducir las pérdidas de alimentos mediante la identificación y validación de productos genéticos asociados a rasgos de calidad específicos que respaldan los programas de mejoramiento de cultivos asistidos por marcadores genéticos. Un marcador genético es una característica que muestra las diferencias entre dos o más individuos u organismos y es capaz de reproducirse con precisión en la progenie. Mediante la identificación de marcadores, se determina la calidad inicial, lo que permite la optimización de las condiciones de distribución y la predicción del comportamiento de frutas y hortalizas para la toma de decisiones, así como el aporte de herramientas de detección temprana de problemas poscosecha, ya sean fisiológicos o relacionados con patógenos. Comprender la modulación metabólica de las principales características dela maduración es fundamental para mejorar la calidad de la fruta. Este conjunto de datos presenta una visión global de las vías críticas involucradas y de los eventos clave para la regulación de la maduración, como por ejemplo, el metabolismo de los aminoácidos, el equilibrio en la acumulación de azúcar y el metabolismo de los ácidos orgánicos. Es conocida la existencia de enzimas clave para la síntesis y degradación del almidón, así como las participantes en la síntesis de etileno. Los resultados de estas investigaciones proporcionan nuevos conocimientos sobre la modulación de la maduración, el metabolismo y la calidad de la fruta poscosecha. La calidad de la fruta es un rasgo muy complejo que se ve afectado tanto por factores genéticos como no genéticos. Generalmente, la baja temperatura se usa para retrasar la senescencia de la fruta y mantener su calidad durante el almacenamiento posterior a la cosecha, pero los mecanismos moleculares involucrados son poco conocidos. Utilizando estudios de transcriptoma, esto es, el conjunto completo de ARN transcritos de un determinado organismo, órgano, tejido o linaje celular que es un reflejo directo de la expresión génica y puede variar según el estado fisiológico, los estímulos físicos, químicos o biológicos, y de proteoma, basados ​​​​en perfiles de expresión génica digital y electroforesis en gel bidimensional, respectivamente, se demuestra que la baja temperatura regula los genes sensibles al estrés, detiene la transducción de señales e inhibe el metabolismo primario, el metabolismo secundario y el transporte de metabolitos. Por ejemplo, las proteínas extraídas de la fruta de melocotón tratada térmicamente (sumergida en agua caliente a 48 °C durante 10 min y luego almacenada a temperatura ambiente 20 °C-25 °C hasta por 6 días) se utilizaron para el análisis proteómico con el fin de comprender la respuesta al tratamiento térmico durante la etapa de maduración de la fruta poscosecha. Los resultados demostraron que, entre las proteínas expresadas, particularmente las inducidas por el tratamiento térmico, están las implicadas en la regulación del desarrollo y maduración del fruto del melocotón. Todo esto indicó que la capacidad de autodefensa de los melocotones mejoró con el tratamiento térmico. Este estudio permitirá una futura investigación detallada de la expresión génica y la función vinculada con la maduración de esta fruta.   Fuentes Mallick, P.; Kuster, B. (2010) Proteomics: a pragmatic perspective. Nature Biotechnology , 28 : 695–709. Pedreschi , R.;  Lurie, S.; Hertog, M.; Nicolaï, B.; Mes, J.;  Woltering, E. (2013). Post-harvest proteomics and food security. Proteomics, 13(12-13):1772-83. Tian , X.;  Zhu , L.;  Yang , N.;  Song , J.;  Zhao , H.;  Zhang , J.;   Ma , F.;   Li, M. (2021). Proteomics and Metabolomics Reveal the Regulatory Pathways of Ripening and Quality in Post-Harvest Kiwifruits. J Agric Food Chem, 69(2):824-835. Zhang , L.;  Yu, Z.; Jiang, Li.; Jiang, J.; Luo, H.; Fu, L. (2011). Effect of post-harvest heat treatment on proteome change of peach fruit during ripening J Proteomics, 74(7):1135-49. Imagen Depositphotos,  Acceso el 28/08/2022.