La palabra transg\u00e9nico causa escalofr\u00edos a algunas personas, temerosas de que la intervenci\u00f3n del hombre en el ADN de otras especies disperse genes en la naturaleza de manera descontrolada, y altere las caracter\u00edsticas originales de otros seres. Pero a decir por los resultados de una nueva t\u00e9cnica de manipulaci\u00f3n del c\u00f3digo gen\u00e9tico de las plantas, esta preocupaci\u00f3n puede estar con sus d\u00edas contados en lo que se refiere a especies vegetales. Al actuar en una estructura celular exterior al n\u00facleo, el cloroplasto, que inviabiliza la transmisi\u00f3n del gen introducido – y, consecuentemente, del rasgo artificialmente creado – para otras formas de vida, el m\u00e9todo abre el camino para la producci\u00f3n de plantas transg\u00e9nicas ecol\u00f3gicamente seguras.<\/p>\n
“M\u00e1s del 95% de las especies vegetales no tiene cloroplastos en sus granos de polen (que contienen las c\u00e9lulas sexuales masculinas)”, dice Helaine Carrer, de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), una de las pioneras en el empleo de la t\u00e9cnica. “Por lo tanto, la modificaci\u00f3n gen\u00e9tica no ser\u00e1 transferida a otras plantas”. Dos excepciones: la alfata y el geranio (los granos de polen contienen cloroplastos).<\/p>\n
En un art\u00edculo conjunto con investigadores alemanes de la Universidad de Freiburg, publicado en\u00a0Nature Biotechnology<\/em> de septiembre, Helaine present\u00f3 la primera planta f\u00e9rtil con fruto comestible generada por ese m\u00e9todo: un tomate (Lycopersicon esculentum<\/em>, variedad Santa Clara), cuyo cloroplasto recibi\u00f3 el gen\u00a0aadA<\/em>, que hace que la planta se vuelva resistente a algunos tipos de antibi\u00f3ticos, como espectomicina y estreptomicina. El trabajo muestra, en la pr\u00e1ctica, que es posible promover alteraciones en el genoma del cloroplasto en plantas utilizadas como alimento por los seres humanos, un dato nuevo en ese campo de estudios.<\/p>\n F\u00e1bricas vegetales El cloroplasto, una organela encargada de efectuar la fotos\u00edntesis, es uno de los tres compartimientos de las c\u00e9lulas de especies vegetales que tienen fragmentos de ADN – los otros son el n\u00facleo y la mitocondria, esta \u00faltima, estructura responsable por la producci\u00f3n de energ\u00eda. La biotecnolog\u00eda naci\u00f3 en la d\u00e9cada del 80, producto de procedimientos que trabajaban con el material gen\u00e9tico contenido en el n\u00facleo de las plantas, que corresponde a m\u00e1s del 90% del genoma de esas especies.\u00a0Desde entonces, las empresas est\u00e1n anunciando nuevas variedades de productos agr\u00edcolas gen\u00e9ticamente modificados en su genoma nuclear – tomate, ma\u00edz, arroz y algod\u00f3n, por ejemplo. Este abordaje ya es dominante. En tanto, las investigaciones con el genoma mitocondrial est\u00e1n comenzando, y las que trabajan con el material gen\u00e9tico del cloroplasto empiezan a tomar cuerpo.<\/p>\n Exigencias A excepci\u00f3n del tabaco, y ahora del tomate, ninguna de las especies vegetales alteradas mediante esta t\u00e9cnica present\u00f3 resultados satisfactorios. Las versiones transg\u00e9nicas del arroz, la papa y la\u00a0Arabidopsis thaliana<\/em>, planta modelo para la biolog\u00eda molecular, todas producidas a partir de ese abordaje, se mostraron est\u00e9riles.<\/p>\n Adem\u00e1s de permitir un mejor control sobre la dispersi\u00f3n de genes en la naturaleza, la t\u00e9cnica de trabajo con el cloroplasto, seg\u00fan la investigadora, ofrece una ventaja adicional con relaci\u00f3n al m\u00e9todo tradicional que inserta genes en el n\u00facleo: la planta alterada expresa de manera m\u00e1s intensa la caracter\u00edstica adquirida tras la introducci\u00f3n de un fragmento de ADN en esa organela. En el tomate, por ejemplo, los investigadores constataron que m\u00e1s del 5% de la cantidad total de prote\u00edna soluble encontrada en las c\u00e9lulas resultaba de la alteraci\u00f3n gen\u00e9tica. En el tabaco, como ya fue demostrado, ese porcentaje puede llegar al 40%.<\/p>\n Por medio de la t\u00e9cnica convencional, seg\u00fan la investigadora, ese \u00edndice gira en torno al 1%. En algunos casos, los resultados pueden ser casi totalmente inocuos. “A veces, el gen insertado en el genoma nuclear sencillamente no es expresado por la planta y permanece silencioso (inactivo)”, explica Helaine. Es como si ese organismo no hubiera sido objeto de ninguna manipulaci\u00f3n gen\u00e9tica; inconveniente que, aparentemente, no sucede con las modificaciones ejecutadas en el cloroplasto. El alto nivel de expresi\u00f3n proporcionado por el m\u00e9todo alternativo se debe, probablemente, al hecho de que existan alrededor 10 mil copias del genoma del cloroplasto en cada c\u00e9lula, lo que amplificar\u00eda los resultados de la alteraci\u00f3n gen\u00e9tica. En tanto, el genoma del n\u00facleo celular es \u00fanico, sin r\u00e9plicas.<\/p>\n Pionerismo Fue durante su temporada en el Instituto Waksman que Helaine conoci\u00f3 a Ralph Bock, actualmente investigador de la Universidad de Freiburg y coautor del art\u00edculo en\u00a0Nature Biotechnology<\/em>. En 1997, despu\u00e9s de que ambos retornaron a sus pa\u00edses de origen, la brasile\u00f1a y el alem\u00e1n iniciaron la asociaci\u00f3n que llev\u00f3 al desarrollo del tomate gen\u00e9ticamente modificado v\u00eda cloroplasto. Fueron tres a\u00f1os de trabajo conjunto.\u00a0La nueva t\u00e9cnica exige mucha paciencia y dedicaci\u00f3n por parte de los investigadores para dar resultado. Primero, ellos deben desarrollar un medio de cultivo eficiente para la regeneraci\u00f3n de la planta a partir de una sola c\u00e9lula en laboratorio, en un proceso que suele demandar meses. El paso siguiente es analizar las informaciones suministradas por el secuenciamiento del genoma del cloroplasto de la especie vegetal que ser\u00e1 modificada. Cuando se pretende actuar en esa organela celular, este tipo de dato es indispensable.<\/p>\n Las etapas La etapa final consiste en confirmar si el gen efectivamente ha sido incorporado por el genoma del cloroplasto. Cuando esto sucede, la especie alterada pasa a presentar la caracter\u00edstica derivada de la inserci\u00f3n del fragmento de ADN. En el caso del tomate elaborado por la Esalq y la Universidad de Freiburg, las hojas bombardeadas fueron cortadas en pedazos, y estos fueron colocados en un medio de selecci\u00f3n, una soluci\u00f3n con antibi\u00f3ticos. Los fragmentos de la planta que sobrevivieron en ese medio, obviamente, incorporaron el gen que les confer\u00eda esa resistencia. Los que murieron, consecuentemente, no recibieron la modificaci\u00f3n. “Los fragmentos de hojas resistentes a los antibi\u00f3ticos fueron regenerados y cultivados en laboratorio hasta generar una planta apta para reproducirse”, explica Helaine.<\/p>\n EL PROYECTO
\n<\/strong>“Con el desarrollo de esta t\u00e9cnica, podremos usar, de manera controlada, dentro de unos cinco o diez a\u00f1os, cultivos agr\u00edcolas como f\u00e1bricas de prote\u00ednas, vitaminas o vacunas”, prev\u00e9 la investigadora de la Esalq. Helaine se dedica ahora a estudiar el cloroplasto de la ca\u00f1a de az\u00facar, que ser\u00e1 objeto de los primeros experimentos con la nueva t\u00e9cnica el pr\u00f3ximo a\u00f1o. El secuenciamiento del genoma de esa estructura celular de la planta, conducido por el equipo de la Esalq en el marco del proyecto Genoma Ca\u00f1a de la FAPESP, est\u00e1 pr\u00e1cticamente concluido – y ser\u00e1 el octavo genoma de cloroplasto mapeado en el mundo. Inicialmente, el grupo repetir\u00e1 la experiencia del tomate con la ca\u00f1a, y en el futuro, usar\u00e1 las hojas de la planta para producir un tipo de pl\u00e1stico biodegradable.<\/p>\n
\n<\/strong>Hasta la divulgaci\u00f3n del trabajo de Helaine, la \u00fanica especie vegetal manipulada v\u00eda cloroplasto con \u00e9xito total era una planta no comestible, el tabaco (Nicotiana tabacum<\/em>). Se entiende como \u00e9xito total la obtenci\u00f3n de una planta transg\u00e9nica con tres caracter\u00edsticas: que sea apta para reproducirse en la naturaleza, fuera de los medios de cultivo de laboratorio; que sea capaz de presentar, de manera clara e inequ\u00edvoca, el rasgo derivado de la introducci\u00f3n de un gen originariamente externo a su genoma; y que no tenga posibilidades de transmitir el gen que le fue introducido a otras plantas a trav\u00e9s del polen.<\/p>\n
\n<\/strong>No es una exageraci\u00f3n decir que la investigadora paulista constituye uno de los exponentes mundiales de la nueva t\u00e9cnica. Durante su doctorado en Estados Unidos, Helaine integr\u00f3 el grupo de Pal Maliga, del Instituto Waksman de la Universidad Rutgers, que en el comienzo de los a\u00f1os 90, dio los pasos iniciales con la nueva t\u00e9cnica.\u00a0De modo similar a lo que se hizo con el tomate, el equipo de Maliga logr\u00f3 insertar genes en cloroplastos de tabaco, demostrando la viabilidad del por entonces in\u00e9dito abordaje. La contribuci\u00f3n de la investigadora en este proyecto le rindi\u00f3 una participaci\u00f3n en la patente internacional del uso comercial de la t\u00e9cnica. Actualmente, el nombre de la investigadora de la Esalq consta en cuatro patentes relacionadas con el m\u00e9todo, la m\u00e1s reciente de ellas vinculada al empleo de la ingenier\u00eda gen\u00e9tica en el cloroplasto del tomate.<\/p>\n
\n<\/strong>Por ser peque\u00f1o (como m\u00e1ximo 180 mil pares de bases en formato circular), el genoma del cloroplasto tiene pocos genes (cerca de 130), todos muy pr\u00f3ximos unos de otros. Hay poco espacio vac\u00edo en el interior del genoma de la organela en donde un nuevo gen puede ser insertado sin alterar la estructura y el funcionamiento de los dem\u00e1s genes. La salida es encajar al nuevo gen en el \u00ednfimo espacio que separa dos genes originales.\u00a0La introducci\u00f3n del fragmento externo de ADN en el cloroplasto se realiza mediante un m\u00e9todo llamado biol\u00edstica: microsc\u00f3picas part\u00edculas de oro o tungsteno, revestidas con el gen que ser\u00e1 insertado, son bombardeadas contra las hojas de la planta. Despu\u00e9s de penetrar en la c\u00e9lula y alcanzar el cloroplasto, el gen se aloja en el local previsto del genoma. Parece simple y f\u00e1cil, pero de cada 100 tentativas, como m\u00e1ximo cinco funcionan.<\/p>\n
\n<\/strong>SUCEST – Proyecto de Secuenciamiento de EST de Ca\u00f1a de Az\u00facar
\n<\/em>MODALIDAD
\n<\/strong>L\u00ednea regular de auxilio a la investigaci\u00f3n
\nCOORDINADORA
\n<\/strong>Helaine Carrer – Esalq\/USP
\nINVERSI\u00d3N
\n<\/strong>R$ 49.954,45 y US$ 207.341,15<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una t\u00e9cnica de modificaci\u00f3n gen\u00e9tica hace posible obtener transg\u00e9nicos con menor riesgo ambiental\r\n","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"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":[181],"tags":[],"coauthors":[93],"class_list":["post-72911","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72911","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\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=72911"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72911\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=72911"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=72911"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=72911"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=72911"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}