{"id":436345,"date":"2022-05-20T18:53:57","date_gmt":"2022-05-20T21:53:57","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=436345"},"modified":"2022-05-20T18:53:57","modified_gmt":"2022-05-20T21:53:57","slug":"cana-de-azucar-editada","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/cana-de-azucar-editada\/","title":{"rendered":"Ca\u00f1a de az\u00facar editada"},"content":{"rendered":"

La historia del reconocido car\u00e1cter pionero de Brasil en la producci\u00f3n de biocombustible con ca\u00f1a de az\u00facar acaba de sumar otro cap\u00edtulo, que se complet\u00f3 el 10 de diciembre de 2021, cuando la Comisi\u00f3n T\u00e9cnica Nacional de Bioseguridad (CTNBio) defini\u00f3 como no transg\u00e9nicas a dos variedades de la ca\u00f1a de az\u00facar editadas gen\u00e9ticamente por investigadores de la Empresa Brasile\u00f1a de Investigaci\u00f3n Agropecuaria (Embrapa). Ambas plantas ahora est\u00e1n siendo sometidas a las pruebas de campo. Seg\u00fan la instituci\u00f3n, estas son las primeras variedades de ca\u00f1a de az\u00facar editadas transgene-free<\/em> en todo el mundo, es decir, sin la inserci\u00f3n de ADN externo y obtenidas mediante la tecnolog\u00eda denominada Crispr-Cas9, que hizo posible silenciar genes de la planta sin la incorporaci\u00f3n de ninguna secuencia g\u00e9nica proveniente de otros organismos. \u201cLo que hicimos fue generar una versi\u00f3n mejorada de la planta, muy similar al proceso que tiene lugar en la naturaleza\u201d, informa el agr\u00f3nomo Hugo Molinari, l\u00edder de la investigaci\u00f3n realizada en la divisi\u00f3n Embrapa Agroenerg\u00eda, en Brasilia.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda Crispr, acr\u00f3nimo en ingl\u00e9s por Repeticiones Palindr\u00f3micas Regularmente Interespaciadas, utiliza la prote\u00edna Cas9 para recortar el ADN en puntos espec\u00edficos con el prop\u00f3sito de inducir mutaciones en regiones de inter\u00e9s. El desarrollo de esta herramienta le vali\u00f3 el Premio Nobel de Qu\u00edmica 2020 a la genetista francesa Emmanuelle Charpentier y a la bioqu\u00edmica estadounidense Jennifer Doudna, quienes trabajaron asociadas para la obtenci\u00f3n de un sistema m\u00e1s sencillo, veloz y accesible que otros m\u00e9todos de edici\u00f3n g\u00e9nica (l\u00e9ase en Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 288<\/em><\/a>).<\/p>\n

Con el uso de esta nueva tecnolog\u00eda, Molinari obtuvo dos variedades de ca\u00f1a de az\u00facar con caracter\u00edsticas de gran inter\u00e9s para el sector de az\u00facar y energ\u00eda. La primera, que recibi\u00f3 el nombre de Flex I, presenta una digestibilidad mayor (la capacidad de ser digerida) de sus paredes celulares. Esta caracter\u00edstica supone un mejor aprovechamiento de la biomasa de la ca\u00f1a de az\u00facar, tanto para la generaci\u00f3n de energ\u00eda como para la nutrici\u00f3n animal. Dicho de otro modo, la pared celular es m\u00e1s f\u00e1cil de romperse, cosa que permite un acceso m\u00e1s sencillo a las reservas energ\u00e9ticas de la planta. La otra, Flex II, posee una mayor concentraci\u00f3n de sacarosa, lo que le proporciona un mayor techo productivo. En ambas variedades se suprimi\u00f3 la expresi\u00f3n de los genes BAHD1 y BAHD5, respectivamente, implicados en la producci\u00f3n de aciltransferasas. Estas enzimas, que Molinari estudia desde hace 12 a\u00f1os, son las responsables de la formaci\u00f3n de la estructura de la pared celular de la planta.<\/p>\n\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso<\/span>\n

\u201cPara utilizar la t\u00e9cnica de edici\u00f3n gen\u00f3mica es necesario tener objetivos bien precisos\u201d, dice el investigador. \u00c9l ya sab\u00eda que esas enzimas son las responsables de la rigidez de la pared celular de la planta. Se esperaba que el silenciamiento del gen BAHD1, que la codifica, diera como resultado una mayor digestibilidad de la biomasa. Y eso fue lo que ocurri\u00f3, dando origen a la variedad Flex I. La sorpresa apareci\u00f3 cuando el grupo de investigaci\u00f3n comenz\u00f3 a estudiar otro gen de la misma familia, el BAHD5: adem\u00e1s de una mayor digestibilidad, la variedad obtenida con este gen tambi\u00e9n silenciado present\u00f3 una concentraci\u00f3n mayor de az\u00facares. \u201cSe registr\u00f3 un aumento de la glucosa, la sacarosa y la fructosa, tanto en el culmo [el tallo de la planta] como en los tejidos foliares\u201d, informa Molinari.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda de edici\u00f3n gen\u00f3mica Crispr-Cas9 ya hab\u00eda sido empleada en la ca\u00f1a de az\u00facar por un grupo de investigaci\u00f3n encabezado por el agr\u00f3nomo estadounidense Fredy Altpeter en la Universidad de Florida. Sin embargo, la metodolog\u00eda que utiliz\u00f3 gener\u00f3 plantas consideradas transg\u00e9nicas, ya que el proceso de edici\u00f3n inclu\u00eda la incorporaci\u00f3n de genes ex\u00f3genos. \u201cSe incorporaron tres genes: uno que codifica la prote\u00edna Cas9, otro que codifica el ARN gu\u00eda [ARNg, que conduce a la Cas9 hasta la zona del genoma que se pretende editar] y un tercero denominado marcador selectivo, que permite identificar a las c\u00e9lulas transg\u00e9nicas\u201d, explica el bi\u00f3logo Marcelo Menossi Teixeira, coordinador del Laboratorio de Gen\u00f3mica Funcional del Instituto de Biolog\u00eda de la Universidad de Campinas (Unicamp).<\/p>\n

El investigador, quien no particip\u00f3 en el trabajo de Embrapa, comenz\u00f3 a utilizar la tecnolog\u00eda Crispr hace tres a\u00f1os, cuando una estudiante de posdoctorado que \u00e9l supervisaba, Lucia Mattiello, realiz\u00f3 una pasant\u00eda en la Universidad de Florida, bajo la supervisi\u00f3n de Altpeter. Actualmente, Menossi investiga de qu\u00e9 manera la edici\u00f3n g\u00e9nica, entre otras herramientas, puede ayudar en la creaci\u00f3n de una variedad de ca\u00f1a de az\u00facar m\u00e1s resistente a la sequ\u00eda. \u201cAltpeter consigui\u00f3 resultados interesantes con la planta, pero la eliminaci\u00f3n de transgenes [la edici\u00f3n de genomas sin el empleo de la transgenia] en la ca\u00f1a de az\u00facar es bastante complicado\u201d, analiza el bi\u00f3logo de la Unicamp, en referencia a la complejidad gen\u00e9tica de la ca\u00f1a de az\u00facar: la planta posee unos 10.000 millones de pares de bases, tres veces m\u00e1s que el genoma humano.<\/p>\n

\u201cEl trabajo de Embrapa es un hito de la ciencia brasile\u00f1a. El hecho de que Molinari ya haya logrado el crecimiento de las plantas en el campo demuestra la viabilidad de la tecnolog\u00eda\u201d, dice la bi\u00f3loga Adriana Capella, directora de Investigaci\u00f3n y Desarrollo del Centro de Tecnologia de Canavieira (CTC). Con sede en el municipio de Piracicaba (S\u00e3o Paulo) y controlado por empresas del sector del az\u00facar y energ\u00eda y por el Banco Nacional de Desarrollo Econ\u00f3mico y Social (BNDES), el CTC lanz\u00f3 al mercado la primera ca\u00f1a de az\u00facar transg\u00e9nica del mundo, aprobada en 2017 por la CTNBio (l\u00e9ase en Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 258<\/em><\/a>). En la actualidad tambi\u00e9n invierte en la edici\u00f3n g\u00e9nica a trav\u00e9s de la unidad CTC Genomics, inaugurada en 2018 en Saint Louis (EE. UU.). \u201cEstamos validando la tecnolog\u00eda con la incorporaci\u00f3n de genes ex\u00f3genos y ya tenemos plantas ADN-free<\/em> [editadas sin incorporaci\u00f3n de ADN ex\u00f3geno] en el invernadero\u201d, adelanta la investigadora.<\/p>\n

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C\u00e9sar Romagna<\/span>Callos embriog\u00e9nicos de la ca\u00f1a de az\u00facar sometidos a la t\u00e9cnica Crispr-Cas9C\u00e9sar Romagna<\/span><\/p><\/div>\n

R\u00e1pida y econ\u00f3mica<\/strong>
\nLa b\u00fasqueda de una nueva variedad de planta mejorada gen\u00e9ticamente pero sin adici\u00f3n de genes ex\u00f3genos se justifica desde el punto de vista econ\u00f3mico. El proceso de aprobaci\u00f3n de una variedad transg\u00e9nica por la CTNBio exige una serie de pruebas de bioseguridad que hacen al proceso lento y costoso. Seg\u00fan Molinari, el costo estimado para el desarrollo de una planta transg\u00e9nica es de unos 130 millones de d\u00f3lares, y hasta el 60 % del costo final se destina al cumplimiento de las normas para la aprobaci\u00f3n de su comercializaci\u00f3n.<\/p>\n

\u201cLas grandes multinacionales poseen los recursos necesarios como para asumir los costos de la aprobaci\u00f3n de un transg\u00e9nico. Es por ello que el exceso de regulaciones se transforma en una especie de selecci\u00f3n natural de las grandes empresas\u201d, critica Menossi. Para Molinari, la edici\u00f3n gen\u00f3mica ha llegado para revolucionar el sector, democratizando el uso de la biotecnolog\u00eda. \u201cAhora las startups, institutos y universidades pueden ser parte del juego\u201d, declara.<\/p>\n

El agr\u00f3nomo Alexandre Nepomuceno, gerente general de Embrapa Soja, destaca otra ventaja de la t\u00e9cnica Crispr: su sencillez. \u201cEs una tecnolog\u00eda mucho m\u00e1s r\u00e1pida, m\u00e1s barata y m\u00e1s precisa\u201d. Comenta que se enter\u00f3 de la novedad en 2011, cuando era el coordinador del laboratorio Virtual de Embrapa en el Exterior (Labex). El investigador realizaba una pasant\u00eda en el Plant Gene Expression Center, vinculado a la Universidad de California en Berkeley, en Estados Unidos, donde investigaba Jennifer Doudna.<\/p>\n

\u201cEstaba trabajando con la t\u00e9cnica de edici\u00f3n gen\u00f3mica Talen, que en aquella \u00e9poca era la tecnolog\u00eda de punta, en compa\u00f1\u00eda de Molinari\u201d, recuerda Nepomuceno. \u201cUn d\u00eda, en una pausa para tomar un caf\u00e9, comentamos con algunos investigadores del centro estadounidense que est\u00e1bamos editando el gen de la soja y ellos nos mencionaron la Crispr, que reci\u00e9n hab\u00eda sido descubierta. Con el uso de esa nueva herramienta conseguimos tan solo en una semana y a un costo de 500 d\u00f3lares un resultado similar al trabajo de casi cuatro meses y que hab\u00eda costado alrededor de 10.000 d\u00f3lares\u201d, compara el investigador.<\/p>\n

Nepomuceno narra esa historia como ejemplo de la importancia de los viajes de intercambio y de la colaboraci\u00f3n con investigadores de otros pa\u00edses para el avance de la ciencia en Brasil. Para Embrapa, las colaboraciones tambi\u00e9n son fundamentales a la hora de llevar las innovaciones del laboratorio al campo. Actualmente, mientras aguarda por las patentes de las nuevas variedades de ca\u00f1a de az\u00facar, la instituci\u00f3n est\u00e1 abocada a la b\u00fasqueda de socios comerciales que est\u00e9n interesados en sacarlas al mercado.<\/p>\n

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C\u00e9sar Romagna<\/span>Pl\u00e1ntulas editadas gen\u00e9ticamente por EmbrapaC\u00e9sar Romagna<\/span><\/p><\/div>\n

En los anaqueles<\/strong>
\nEn el exterior, los alimentos editados gen\u00e9ticamente comienzan a llegar a las g\u00f3ndolas. Seg\u00fan el libro Tecnologia Crispr na edi\u00e7\u00e3o gen\u00f3mica de plantas \u2013 Biotecnologia aplicada \u00e0 agricultura<\/em> (Embrapa, 2020), en 2019 se empez\u00f3 a comercializar en Estados Unidos un aceite de soja con alto contenido oleico elaborado por medio del sistema Talen por la empresa de biotecnolog\u00eda Calyxt.<\/p>\n

En septiembre del a\u00f1o pasado, un tomate con cinco veces m\u00e1s \u00e1cido gamma-aminobut\u00edrico (Gaba) fue el primer alimento editado gen\u00e9ticamente con Crispr que se comercializ\u00f3 en el mundo. Esa variedad de tomate se est\u00e1 vendiendo en Jap\u00f3n. Seg\u00fan la empresa que lo comercializa, Sanatech Seed, sus altos niveles de amino\u00e1cido Gaba contribuyen a disminuir la presi\u00f3n arterial y los niveles de estr\u00e9s.<\/p>\n

En Brasil, el primer vegetal editado con Crispr fue una variedad de ma\u00edz producida por la empresa Corteva Agriscience, que fue aprobada por la CTNBio como no transg\u00e9nica en 2018. Se trata de una variedad que produce tan solo un tipo de almid\u00f3n, la amilopectina, gracias al silenciamiento del gen responsable de la producci\u00f3n de amilosa. Con esa modificaci\u00f3n, el alimento es digerido con mayor facilidad por el organismo. Esa variedad todav\u00eda no se est\u00e1 comercializando y sigue en fase de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

Desde 2017, Embrapa invierte en la edici\u00f3n gen\u00f3mica de cuatro cultivos: ca\u00f1a de az\u00facar, soja, ma\u00edz y frijol. Una mayor tolerancia a la sequ\u00eda y resistencia a las plagas, inactivaci\u00f3n de factores antinutricionales y mayor durabilidad son algunas de las caracter\u00edsticas que el programa de mejoramiento gen\u00e9tico de la instituci\u00f3n pretende lograr. \u201cLa edici\u00f3n gen\u00f3mica permite una apertura de posibilidades que nunca antes hab\u00edamos visto\u201d, dice Molinari. \u201cLos transg\u00e9nicos tienen un potencial de uso gigantesco, pero en el contexto brasile\u00f1o, la incorporaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda Crispr-Cas9 en los programas de mejoramiento gen\u00e9tico, ya sea vegetal, animal o con microorganismos, marcar\u00e1 un antes y un despu\u00e9s.<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nEdici\u00f3n del genoma de la ca\u00f1a de az\u00facar utilizando la t\u00e9cnica de edici\u00f3n gen\u00e9tica CRISPR-Cas9 para la mutag\u00e9nesis espec\u00edfica de la bios\u00edntesis del etileno (n\u00ba 17\/09817-0)<\/a>; Modalidad<\/strong> Beca posdoctoral; Investigador responsable<\/strong> Marcelo Menossi Teixeira (Unicamp); Beneficiaria<\/strong> Lucia Mattiello; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 235.195,05<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/strong>
\nOZ, M.T. et al.<\/em> Crispr-Cas9-mediated multi-allelic gene targeting in sugarcane confers herbicide tolerance<\/a>. Frontiers in Genome Editing Journal<\/strong>. v. 3. jul. 2021.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La empresa estatal brasile\u00f1a Embrapa obtuvo la aprobaci\u00f3n de la CTNBio para las primeras variedades no transg\u00e9nicas de la planta modificadas utilizando la t\u00e9cnica Crispr, m\u00e1s simple y accesible","protected":false},"author":131,"featured_media":437591,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[267,281],"coauthors":[440],"class_list":["post-436345","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-agronomia-es","tag-biotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/436345","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/131"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=436345"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/436345\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":437612,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/436345\/revisions\/437612"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/437591"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=436345"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=436345"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=436345"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=436345"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}