Novedades junto a Crispr

Solo en la primera quincena de julio se han presentado avances que se logran mediante el uso de esta herramienta de la biotecnología. Desde Crispr versión 3.0 hasta mejoras promisorias para el cultivo de arroz y caña de azúcar.

Yiping Qi, profesor asociado de Ciencias de las plantas en la Universidad de Maryland en Estados Unidos, presentó su propuesta del sistema  Crispr 3.0, con el cual se podrán activar hasta siete genes a la vez.

En varios casos, para que la acción requerida sea una realidad, se necesita editar más de 1 solo gen, ya que existe una acción múltiple. Con este sistema se puede lograr implementar entre 4 a 6 veces la capacidad de activación. La herramienta Crispr tradicional, es más conocida por su opción de desactivar genes que no expresarse, mejorando el desarrollo de un cultivo.

Con el uso de Crispr tradicional, la  Academia China de Ciencias Agrícolas y sus socios han diseñado una resistencia de amplio espectro a las enfermedades en el arroz. El tizón del arroz y el tizón bacteriano son dos de las enfermedades más destructivas del arroz causadas por el hongo Magnaporthe oryzae y la bacteria Xanthomonas oryzae pv. oryzae, respectivamente. Se ha explorado ampliamente la ingeniería de genes de resistencia para conferir resistencia de amplio espectro a ambas enfermedades, pero aún no se comprende la alteración de los genes de susceptibilidad que facilitan la compatibilidad con patógenos.

Por ello, los investigadores usaron Crispr para generar variedades mutantes con estos genes de susceptibilidad. Ambos mutantes presentaron una mayor resistencia al tizón del arroz. Al “apagar” otro gen, se logró una mayor resistencia al tizón bacteriano. Esta es una muestra de cómo la edición simultánea de genes de susceptibilidad, podría ser una forma eficaz de desarrollar variedades de arroz con resistencia a enfermedades de amplio espectro.

Otro equipo, conformado por investigadores de la Universidad de Florida en el Centro para la Innovación Avanzada de Bioenergía y Bioproductos (Cabbi) del Departamento de Energía, demostraron el primer cultivo de precisión con éxito de la caña de azúcar mediante el uso de la edición del genoma Crispr.

La caña de azúcar es una de las plantas más productivas de la Tierra, ya que proporciona el 80% del azúcar y el 30% del bioetanol producido en todo el mundo. Tiene un enorme potencial para la producción de bioproductos y biocombustibles renovables con valor agregado y que cada día cobran demanda en los modelos de bioeconomía en diversos países.

El problema es que su genoma es muy complejo por lo que realizar fitomejoramiento convencional es un verdadero desafío, que implica invertir una década de experimentación y ensayos para obtener nuevas variedades mejoradas. Con Crispr es factible realizar el mejoramiento de precisión, mediante el “apagado” de un gen, o reemplazarlo por una mejor versión.

Un primer informe, menciona como fue factible desactivar copias repetidas de un gen, que produce una enzima clave para la biosíntesis de clorofila en la caña, produciendo plantas rápidamente identificables con hojas de color verde claro a amarillo. Las plantas de color verde claro no mostraron una reducción del crecimiento y pueden requerir menos fertilizante de nitrógeno para producir la misma cantidad de biomasa.

El segundo estudio reportado, logró un direccionamiento genético eficiente y reproducible en la caña de azúcar, que mediante la sustitución precisa de múltiples copias del gen objetivo por una versión superior, se logró obtener resistencia a herbicidas. Para muchos, resulta “anti-natura”, pero las plantas que cultivamos han desarrollado esas características. Con el avance en genómica, es posible entender cómo se dan estos arreglos a nivel de nucleótidos y editar las variedades comerciales.

Sin duda, estos son solo algunos ejemplos de cómo obtener soluciones al constante problema de plagas, variaciones climáticas e incluso mejorar la absorción de nutrientes. Todo en búsqueda de reducir agroinsumos, que pueden caer en un mal uso y luego generar una mala percepción en la sociedad sobre los mismos. El detalle está en un alto apoyo al desarrollo científico y brindar oportunidades a jóvenes investigadores.

Cecilia González Paredes M.Sc.

Especialista en Agrobiotecnología