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Mediante modificación genética reducen compuestos cancerígenos y adictivos en la planta de tabaco

nicotina tabaco

Los genes PAP1 y TT8 sobreexpresados enrojecen las plantas de tabaco, pero también ayudan a reducir los compuestos químicos cancerígenos. Crédito: De-Yu Xie.

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han utilizado ingeniería genética para reducir compuestos dañinos y cancerígenos en la planta de tabaco, incluyendo la nicotina adictiva.

NCST / 12 de julio de 2021.- Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) han desarrollado una nueva técnica que puede alterar el metabolismo de las plantas. Probada en plantas de tabaco, la técnica demostró que podría reducir los compuestos químicos dañinos, incluidos algunos que son cancerígenos. Los hallazgos podrían usarse para mejorar los beneficios en salud desde los cultivos.

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«Se pueden usar varias técnicas para reducir con éxito compuestos químicos específicos, o alcaloides, en plantas como el tabaco, pero la investigación ha demostrado que algunas de estas técnicas pueden aumentar otros compuestos químicos dañinos mientras reducen el compuesto objetivo», dijo De-Yu. Xie, profesor de biología vegetal y microbiana en NC State y autor correspondiente del estudio que describe la investigación. «Nuestra tecnología redujo varios compuestos dañinos, incluida la nicotina adictiva, la N-nitrosonornicotina cancerígena (NNN) y otras nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA), simultáneamente sin efectos perjudiciales para la planta«.

La técnica utiliza factores de transcripción y elementos reguladores como herramientas moleculares para nuevos diseños de regulación. Los elementos reguladores son fragmentos cortos de ADN no codificantes que controlan la transcripción de genes codificantes cercanos. Los factores de transcripción son proteínas que ayudan a activar o desactivar ciertos genes uniéndose a elementos reguladores. Xie planteó la hipótesis de que estas podrían ser herramientas moleculares útiles para diseñar nuevas regulaciones que generen nuevos rasgos  en las plantas. Se sabe que dos factores de transcripción de Arabidopsis en particular, PAP1 y TT8, regulan la biosíntesis de antocianinas o clases de compuestos nutracéuticos con propiedades antioxidantes. Xie planteó además la hipótesis de que estas proteínas podrían usarse como herramientas moleculares para ayudar a reprimir una serie de niveles de compuestos químicos nocivos, como la nicotina.

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«PAP1 regula la pigmentación, por lo que las plantas de tabaco con nuestros genes PAP1 sobreexpresados ​​son rojas», dijo Xie. «Examinamos los ADN de las plantas y descubrimos que el tabaco tiene elementos reguladores favorecidos por PAP1 y TT8 cerca de los genes JAZ, que reprimen la biosíntesis de nicotina. Luego propusimos que estos elementos eran herramientas apropiadas para una prueba. En total, encontramos cuatro genes JAZ activados en plantas de tabaco rojo con un casete de PAP1 y TT8 diseñado sobreexpresado».

Xie y sus colegas probaron la hipótesis examinando plantas de tabaco en el invernadero y en el campo y mostraron las reducciones de compuestos químicos nocivos y nicotina en ambos tipos de experimentos. Los niveles de NNN se redujeron del 63 al 79% en hojas de plantas de tabaco que tenían sobreexpresado PAP1 y TT8, por ejemplo. En general, la técnica redujo significativamente cuatro TSNA cancerígenos.

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Xie cree que la técnica tiene el potencial de ser utilizada en otras plantas de cultivo para promover otros rasgos beneficiosos y hacer que algunos alimentos sean más saludables.

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