Científicos logran mejorar la caña de azúcar con CRISPR-Cas9

Científicos logran mejorar la caña de azúcar con CRISPR-Cas9
Científicos logran mejorar la caña de azúcar con CRISPR-Cas9

Investigadores desarrollaron una caña de azúcar mejorada con CRISPR-Cas9 como herramienta para ejecutar mejoramiento genético de precisión, lo que puede aumentar la eficacia y resistencia de la planta.

En el Centro para la Innovación Avanzada de Bioenergía y Bioproductos (CABBI), ubicadao en la Universidad de Florida, se realizaron dos investigaciones que demostraron mejorar la planta de azúcar por medio de la técnica de edición genética CRSIPR-Cas9.

Lo bueno del sistema CRISPR es que da la opción a los científicos de poder apagar o activar casi cualquier gen que compone una planta. Para el caso de la caña de azúcar, se trató de potenciar su resistencia a los herbicidas y su rendimiento en el crecimiento de su biomasa.

En el primer informe, publicado en Frontiers In Genome Editing, los investigadores desactivaron grupos de copias del gen de magnesio de quelatasa, una enzima clave para la elaboración de clorofila en la caña de azúcar. Al desactivar estos genes, las hojas superiores tienen menos clorofila y la luz solar puede penetrar más profundamente en la planta. Aumentando su biomasa con la misma cantidad de luz y reduciendo la necesidad de utilizar fertilizantes nitrogenados (utilizados para mejorar el crecimiento de las plantas).

El segundo informe, publicado en el mismo portal, logró un direccionamiento genético eficiente y reproducible en la caña de azúcar. En donde sustituyeron múltiples copias del gen objetivo con una versión superior. Lo anterior dio como resultado una caña de azúcar más resistente a herbicidas.

Un proceso en la caña basado CRISPR

Dr. Fredy Altpeter cosechando caña de azúcar en la Unidad de Investigación en Ciencias de las Plantas.

“Ahora tenemos herramientas muy efectivas para convertir la caña de azúcar en un cultivo con mayor productividad o mejor sostenibilidad”, dijo el investigador Fredy Altpeter.

¿Cómo lo lograron? Los investigadores aprovecharon la reparación de genes en el ADN para incorporar los genes mejorados en el grupo de genomas. Así se desarrollaron una caña de azúcar mejorada con CRISPR.

Este proceso se hizo de la siguiente manera: se introdujeron conjuntamente una plantilla de reparaciones con CRISPR-Cas9 como herramienta para dirigir ese conjunto y anexarlo en el proceso de reparación de ADN de la planta. De modo que uno de dos de los miles de bloques de reconstrucción en la estructura del gen, llamados nucleótidos, fueran reemplazados de manera orgánica.

Los estudios fueron dirigidos por investigadores de CABBI Fredy Altpeter. Profesor de agronomía en el Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias (IFAS) de la Universidad de Florida, y Ayman Eid. Investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Altpeter.

Por otro lado, lograr editar la caña de azúcar es un logro plausible, ya que esta planta es un híbrido de otras dos plantas progenitoras. Dejando a la caña con múltiples conjuntos de cromosomas en lugar de tener los dos comúnmente encontrados.

Tener múltiples conjuntos hace a la caña de azúcar una planta con buena productividad, ya que si un conjunto se llega a romper puede ser reemplazado fácilmente. Sin embargo, esta cualidad también la hace difícil de editar genéticamente.

Por ello, los científicos tienen que apuntar a todos los genes y copias que gobiernan un rasgo en particular de la caña para así mejorar alguna cualidad. “Agregar flujos de valor es relativamente económico en comparación con otras alternativas de cultivos”, dijo Altpeter.

Más Información:

https://phys.org/news/2021-07-sweet-success-precision-sugarcane-crispr-cas9.amp?__twitter_impression=true&s=09

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