Innovación en la Edición Genética de Cultivos
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv, específicamente de la Escuela de Ciencias Agrarias y Seguridad Alimentaria, han desarrollado un método innovador de edición genética que podría transformar el cultivo de plantas. Este avance permite modificar una amplia gama de características en plantas como los tomates, incluyendo el sabor y la forma del fruto. Los científicos creen que esta tecnología puede ser aplicada a diversas especies de cultivos para desarrollar variedades mejoradas.
Objetivos de la Investigación
“Hemos demostrado que nuestra tecnología nos permite seleccionar y modificar rasgos específicos, una capacidad esencial para avanzar en la agricultura y lograr la seguridad alimentaria,” afirmó el equipo investigador. Esta afirmación subraya la importancia de la innovación en el contexto de los desafíos alimentarios actuales.
Colaboración Interdisciplinaria
El estudio fue liderado por el Prof. Eilon Shani y el estudiante de doctorado Amichai Berman, colaborando con otros expertos de la Escuela de Ciencias Agrarias y con Dr. Osnat Yanai de la empresa israeli de agrotecnología NetaGenomiX. Investigadores de la Academia China de Ciencias también participaron en este esfuerzo. Los resultados fueron publicados en la prestigiosa revista Nature Communications.
Desafíos en la Edición Genética
Prof. Shani explicó que en todo el mundo, los investigadores buscan avanzar en la agricultura para enfrentar los retos de un cambio global rápido y alimentar a una población en aumento. Entre las estrategias, se están promoviendo tecnologías de edición genética para desarrollar nuevas variedades de plantas con rasgos deseables, como una mejor resistencia a la sequía y a enfermedades.
Una de las herramientas más significativas en este campo es el sistema CRISPR-Cas9, que ha revolucionado la edición genética al permitir cambios precisos en genes específicos dentro de un genoma. Sin embargo, en el desarrollo de cultivos, CRISPR ha enfrentado desafíos fundamentales, ya que, hasta el momento, solo un número limitado de genes podía ser editado y probado.
Avances en la Tecnología CRISPR
En su nuevo estudio, los investigadores ampliaron significativamente la eficiencia del método, permitiéndoles investigar las funciones de miles de genes. Otro obstáculo en las plantas de cultivo es la “redundancia genética”, donde múltiples genes de la misma familia comparten secuencias de aminoácidos similares y pueden compensarse entre sí, lo que limita el impacto de desactivar o editar un solo gen.
“Para superar la redundancia genética, nuestro objetivo fue editar simultáneamente familias enteras de genes similares,” comentó Berman. “Desarrollamos un algoritmo dedicado que identificó una unidad CRISPR para cada gen o grupo de genes, creando así una biblioteca CRISPR.”
Resultados Prometedores en Tomates
El método, en su investigación inicial, fue exitosamente probado en la planta modelo Arabidopsis y, por primera vez, en un cultivo real: el tomate. Los investigadores construyeron 10 bibliotecas CRISPR que incluían aproximadamente 15,000 unidades CRISPR, cada una diseñada para atacar una familia genética específica.
Se utilizó una serie de unidades CRISPR para modificar genéticamente alrededor de 1,300 plantas de tomate, cada una con una familia genética diferente editada. Se monitorearon para determinar si los rasgos seleccionados, como el tamaño, la forma, el sabor, el uso de nutrientes o la resistencia a plagas, habían cambiado. Varias líneas mostraron un mayor o menor nivel de dulzura en comparación con las plantas de control.
Desafíos Técnicos en la Edición Genética
Los investigadores destacaron que la edición genética en tomates y otros cultivos es un proceso técnicamente complejo. En lugar de comenzar desde semillas, el proceso depende de cultivos de tejidos, regenerando plantas enteras a partir de segmentos de hoja. “En este estudio, utilizamos nuestro método innovador para introducir cambios genéticos deseables en familias de genes de tomate, identificando ediciones específicas que produjeron resultados deseables,” agregó el Prof. Shani.
NetaGenomiX, la compañía de agrotecnología que colaboró en el estudio, ha obtenido la licencia para comercializar la tecnología con el objetivo de apoyar la seguridad alimentaria al desarrollar cultivos no transgénicos adaptados al cambio climático.
“Creemos que nuestra investigación allana el camino para la cría de variedades de cultivos mejoradas en una amplia gama de especies y avanza en el campo de la ciencia de las plantas,” concluyó Berman. “En futuros estudios, trabajamos para desarrollar rasgos adicionales deseables en tomates y arroz.”
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