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Un estudio de edición genética encuentra un gen para la tolerancia al calor en los corales

Microinyección de reactivos de CRISPR-Cas9 en huevos fertilizados de coral (Acropora millepora). Crédito: Phillip Cleves, Carnegie Institute for Science – Departamento de Embriología

Un proyecto de investigación internacional ha utilizado la tecnología de edición de genes para examinar la tolerancia al calor de los corales de la Gran Barrera de Coral, con resultados que podrían orientar los esfuerzos en la lucha contra los efectos del cambio climático.

Australian Institute of Marine Science / 9 de noviembre, 2020.- El estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en el que participaron investigadores de la Universidad de Stanford, el Instituto Australiano de Ciencias Marinas (AIMS) y la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT), utilizó la técnica CRISPR-Cas9 para hacer cambios precisos y dirigidos al genoma del coral.

Usando esta nueva técnica, el equipo de investigación demostró la importancia de un gen particular en la tolerancia al calor en el coral Acropora millepora.

El autor principal, el Dr. Philip Cleves, investigador principal del Instituto Carnegie de Ciencia-Departamento de Embriología (anteriormente de la Universidad de Stanford), desarrolló nuevos métodos genéticos para estudiar los corales y su respuesta al cambio climático mientras realizaba una investigación postdoctoral con el profesor Pringle en la Universidad de Stanford y colegas en Australia.

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“Desarrollamos un método CRISPR/Cas9 mejorado que nos permitió probar la función genética en el coral por primera vez”. Dijo el Dr. Cleves.

“Como prueba de concepto, utilizamos la edición del genoma CRISPR/Cas9 para comprender la función de un gen clave que influye en la capacidad del coral para sobrevivir al calor”.

Una colonia de Acropora millepora en la Gran Barrera de Coral. Crédito: Instituto Australiano de Ciencias Marinas

El científico investigador principal de AIMS y jefe del equipo de recuperación, restauración y adaptación de arrecifes, el Dr. Line Bay, dijo que la aparición en la última década de CRISPR/Cas9 proporcionó una herramienta poderosa para estudiar los genes que influyen en la tolerancia al calor y al blanqueamiento en los corales.

“Comprender los rasgos genéticos de la tolerancia al calor de los corales es la clave para comprender no solo cómo los corales responderán al cambio climático de forma natural, sino también equilibrar los beneficios, las oportunidades y los riesgos de las herramientas de gestión novedosas, como el mejoramiento selectivo y el movimiento de los corales entre los arrecifes” afirmó.

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CRISPR-Cas9 actúa como un par de tijeras genéticas, lo que permite a los científicos realizar cambios precisos en el ADN de un organismo, lo que les permite desactivar un gen objetivo o reemplazarlo por otro fragmento de ADN.

En este estudio, los investigadores utilizaron CRISPR-Cas9 para desactivar el gen del factor de transcripción 1 de choque térmico (HSF1), que desempeña un papel crucial en la respuesta al calor en muchos otros organismos.

Las larvas modificadas sobrevivieron bien en agua con una temperatura de 27 grados centígrados, pero murieron rápidamente cuando la temperatura del agua aumentó a 34 grados. Por el contrario, las larvas no modificadas sobrevivieron bien en el agua más cálida.

Un arrecife en la Gran Barrera de Coral durante una ola de calor marina en 2017. Los corales blancos están blanqueados. Crédito: Instituto Australiano de Ciencias Marinas

El Dr. Dimitri Perrin, investigador jefe del Centro de Ciencia de Datos de QUT, dijo que el uso de la tecnología CRISPR en este estudio había permitido una mayor comprensión de la biología fundamental de los corales.

“Al eliminar el gen y luego exponer las larvas de coral al estrés por calor, demostramos que las larvas de coral modificadas murieron mientras que las larvas no modificadas resultaron ilesas con el aumento de temperatura”, afirmó el Dr. Perrin.

“Este resultado muestra el papel clave que desempeña HSF1 en el coral para hacer frente al aumento de las temperaturas”.

Los investigadores dijeron que estaban entusiasmados con este avance tecnológico, ya que allanó el camino hacia nuevas herramientas genéticas y conocimientos para el coral que respaldarían su gestión y conservación en el futuro.

Los científicos que descubrieron la técnica CRISPR/Cas 9 recibieron recientemente el Premio Nobel de Química.

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