El equipo del PlantArcBio en su invernadero experimental.
PlantArcBio, una start-up de agro-biotecnología de Israel, ha aislado los genes que ayudan a diversos organismos del Mar Muerto y el desierto a sobrevivir. La empresa tiene como objetivo hacer que los cultivos importantes del mundo puedan prosperar con menos agua al agregar genes específicos que se encuentran en las regiones desérticas. Ahora, la Universidad de Wisconsin-Madison pondrá a prueba el impacto de estos genes en los rendimientos de la soya
Según el relato bíblico del Génesis José anticipó en un sueño una sequía de siete años y continuó guiando a los gobernantes de Egipto para guardar suficientes reservas de trigo para sobrevivir. Hoy, el cambio climático ha dado paso a una nueva era de sequía, y esta vez no hay final a la vista. La sequía de 2012, por ejemplo, abarcó casi dos tercios de los Estados Unidos continentales y causó alrededor de $40 mil millones en daños agrícolas.
Si José estuviera vivo hoy, podría levantar el teléfono y llamar a la start-up israelí PlantArcBio. Al igual que José, el fundador y CEO de PlantArcBio, Dror Shalitin, tiene una visión para ayudar al planeta a enfrentar una menor cantidad de lluvias. Pero esta vez está basado en la ciencia, no en los sueños.
La compañía de Shalitin pretende hacer que algunos de los cultivos más importantes del mundo sean más tolerantes a la sequía añadiendo genes específicos que se encuentran en regiones que tradicionalmente reciben poca agua. Israel tiene muchos lugares que buscar, en particular el área del Mar Muerto y los desiertos del sur del Negev y Arava.
El equipo de PlantArcBio. En el extremo derecho estan los fundadores Dror Shalitin y CBO Roy Livneh.
La gran idea de PlantArcBio es que al menos algunos de los genes que se encuentran allí pueden ayudar a otras plantas a sobrevivir en condiciones de poca agua. La pregunta es: ¿cómo se encuentran los genes correctos?
El trabajo anterior de Shalitin fue en Evogene, que utiliza herramientas computacionales sofisticadas para descubrir qué genes ayudarán a las plantas a prosperar en diferentes condiciones o para desarrollar una mayor resistencia a ciertos tipos de plagas que de otra manera requerirían grandes cantidades de pesticidas o herbicidas.
Pero usar computadoras para hacer «match» con genes en plantas es costoso y consume mucho tiempo, afirma Shalitin. Además, requiere comenzar con una hipótesis firme de qué genes podrían ser más adecuados para el resultado final.
Shalitin tuvo una idea diferente. ¿Por qué no abandonar el análisis informático de alta tecnología y dejar que la naturaleza decida?
Desde la izquierda, Aviva Katz, Arava Shatil, Noam Grimberg y Dror Shalitin de PlantArcBio.
En lugar de confiar en las simulaciones, PlantArcBio recolecta muestras reales de suelo y agua del área del Mar Muerto. Estas muestras están llenas de millones de genes de decenas de miles de plantas, animales, virus, hongos y microorganismos.
«No tenemos que saber de antemano qué genes tenemos dentro de la muestra», explica Shalitin. «Simplemente hacemos la suposición de que habrá genes que ayudarán a los microorganismos a sobrevivir en un área que sufre de sequía».
PlantArcBio luego aísla los genes de la «sopa» de suelo que se recoge y, utilizando agro-bacterias especializadas, inserta los genes en plantas modelo: un gen por planta. Una planta modelo es aquella que acepta más fácilmente genes de otros organismos. PlantArcBio está utilizando Arabidopsis, la planta modelo más usada en ciencias vegetales y que está relacionada en la misma familia que la col y la mostaza.
Dentro del invernadero experimental de PlantArcBio.
PlantArcBio coloca las plantas (sí, hay un millón de ellas para todos esos genes, pero son pequeñas) en un invernadero diseñado para imitar las condiciones del desierto, aunque está ubicado lejos del Mar Muerto cerca de la sede de PlantArcBio en Givat Hen, entre Ra’anana y Hod HaSharon en la llanura costera de Israel.
Y luego esperan. Se puede determinar que las plantas que no mueren (alrededor del 1 por ciento del total) tienen genes útiles. Luego se prueban con una planta modelo más grande, el tabaco, antes de pasar al objetivo real: la soya, el maíz y el raps (la fuente del aceite de canola).
«Las plantas con los mejores genes mostraron una mejora del 10 al 15%» al lidiar con las condiciones de sequía, explica Shalitin.
Cuando se identifican genes beneficiosos en plantas modelo más pequeñas, se prueban en plantas de tabaco más grandes.
La soya es particularmente importante para PlantArcBio, y para el planeta. PlantArcBio cita estudios que muestran que los rendimientos de los cultivos de soya de Estados Unidos han disminuido en un 2,4% por cada aumento de temperatura de un grado.
Aguja en un pajar
PlantArcBio, que se fundó en 2014, ha identificado hasta ahora alrededor de 100 genes (de un millón testeado) que ayudan a las plantas a ser más tolerantes a la sequía.
«Es como si realmente hubiéramos logrado encontrar la aguja en el pajar», bromea Shalitin. Algunos de estos genes nunca se han visto antes y no están en ninguna base de datos de genes existente (como las que dependen de las empresas de genética vegetal basadas en computadoras).
Se determina que las plantas modelo que florecen en el invernadero de PlantArcBio tienen genes resistentes a la sequía.
Para la prueba final, PlantArcBio se asoció con la Universidad de Wisconsin en Madison. «Son campeones en soya y tienen instalaciones de última generación», dice Shalitin.
La asociación fue anunciada en julio, junto con una inversión de $3 millones en PlantArcBio por inversores ángeles y el gobierno israelí. PlantArcBio actualmente emplea a nueve personas.
El objetivo de la empresa es firmar acuerdos de desarrollo para sus genes, que no se verán limitados en el futuro a la tolerancia a la sequía. «Estamos en discusiones avanzadas con algunas compañías», dice Shalitin, aunque aún no puede compartir qué empresas.
PlantArcBio (el nombre combina «planta», «arquitectura» y «biología») está alcanzando la mayoría de edad en un momento en que la sequía mundial no solo está diezmando los cultivos sino también causando inestabilidad política. El American Security Project informa, por ejemplo, que «el cambio climático está inextricablemente vinculado a la seguridad nacional» y que la Primavera Árabe de 2011 se desencadenó en parte por la sequía y la reducción de la actividad agrícola.
La solución a algunas de las mayores amenazas ambientales y políticas del mundo, según parece, bien podría comenzar en una «sopa» genética que se encuentra en el punto más bajo del planeta, cortesía de una incipiente start-up israelí.
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