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Ensayos de campo muestran el potencial de la edición genética para generar cultivos más saludables

Ensayo de campo confinado con brócoli editado genéticamente en el John Innes Centre, Reino Unido. Imagen: JIC

Ensayos de campo que investigan el aumento de compuestos saludables en cultivos de brassicas, familia de importancia agronómica donde se incluye el brocoli, han subrayado el «inmenso potencial» de la tecnología de edición genética, afirman los investigadores del Centro John Innes del Reino Unido.

John Innes Centre / 21 de junio, 2021.- Los ensayos de campo que investigan compuestos saludables en cultivos de brassica de importancia agronómica han subrayado el «inmenso potencial» de la tecnología de edición de genes, según afirman los investigadores.

Los ensayos son la primera aplicación de campo de la tecnología en el Reino Unido desde la reclasificación de cultivos editados genéticamente como organismos modificados genéticamente (OGM o transgénicos) por el Tribunal de Justicia de la Unión Europea (TJUE) en 2018.

Los resultados se producen cuando el gobierno del Reino Unido está determinando si autorizará los enfoques de edición de genes con el fin de la producción de alimentos, luego de una consulta pública dirigida por DEFRA.

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«Nuestros resultados demuestran el inmenso potencial de la edición de genes para facilitar la mejora de cultivos al traducir los descubrimientos en procesos biológicos fundamentales», dijo el profesor Lars Østergaard, líder de grupo en el Centro John Innes y uno de los autores del estudio.

«Las tecnologías modernas como la edición de genes con CRISPR brindan oportunidades para fortificar nutricionalmente los alimentos y adaptar de manera segura los cultivos a nuevos entornos, abordando el serio desafío que la crisis climática plantea para la producción mundial de alimentos«, agregó.

El estudio se centró en los glucosinolatos que se sabe son responsables de dar el sabor distintivo, a menudo picante, a las verduras crucíferas como el brócoli, el repollo y la col rizada (kale), y están asociados con efectos beneficiosos para la salud humana.

Estos compuestos orgánicos que contienen azufre son producidos exclusivamente por plantas de este grupo y se cree que tienen efectos que promueven la salud, incluso son anticancerígenos, promueven un mejor control de la glucosa en sangre y reducen el riesgo de enfermedad cardiovascular. Por esta razón, aumentar sus niveles ha sido un objetivo importante para los mejoradores de brassicas vegetales.

Trabajos previos utilizando plantas modelo en condiciones óptimas de laboratorio han demostrado que la biosíntesis de glucosinolatos en la familia Brassicaceae está regulada por el gen MYB28. Pero los efectos de este regulador maestro no se han verificado traduciéndolos en plantas cultivadas en el campo.

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En este estudio de prueba de concepto, los científicos utilizaron con éxito la tecnología de edición de genes mediante CRISPR-Cas9 para «eliminar» el gen MYB28 en Brassica oleracea (una especie que incluye muchos cultivares comunes como el brócoli). Los knockouts de un solo gen en el género Brassica se complican por las múltiples copias de numerosos genes, incluidos los de la vía de biosíntesis de glucosinolatos.

Las plantas editadas genéticamente se cultivaron en condiciones de prueba de campo de conformidad con la directiva OGM 2001/18, de acuerdo con la sentencia del TJCE de 2018 (que regula cultivos editados como si fueran transgénicos). El análisis genético y metabolómico mostró que la eliminación del gen dio como resultado una regulación negativa de los genes de biosíntesis de glucosinolato y una reducción en la acumulación de glucosinolatos en las hojas y floretes de plantas de brócoli mutantes myb28 cultivadas en el campo.

Estos resultados revelaron por primera vez que MYB28 en B. oleracea regula los niveles de glucosinolato en un ambiente de campo, de acuerdo con hallazgos previos obtenidos con plantas modelo y en invernadero.

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Reducir la actividad genética a través de un knockout es una aplicación del conjunto de herramientas de edición de genes.

El primer autor, el Dr. Mikhaela Neequaye, dijo: «Al demostrar que el regulador maestro de los genes de biosíntesis de glucosinolatos derivados de la metionina, MYB28, funciona en el campo, como sabemos que lo hace en plantas cultivadas en invernadero, el gen MYB28 representa un objetivo confiable para manipular el glucosinolato niveles en brassicas vegetales. Este estudio destaca el potencial de la edición de genes en la caracterización y modificación en curso de estos procesos en el campo, en sistemas de cultivos a menudo complejos».

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