Imagínese poder tomar una berenjena silvestre pequeña, amarga y con un solo ajuste genético, convertirla en una variedad muy diferente, mucho más grande y lista para el mercado. Esto, que parece sacado de una película de ciencia ficción, puede ser una realidad cada vez más cercana, como señaló uno. estudio publicado en la revista Naturaleza quien descifró el «manual de instrucciones» genético de toda la familia de las berenjenas y también del tomate.
El problema. Actualmente vivimos una época en la que el clima está cambiando radicalmente con aumentos de las temperaturas o reducción de las lluvias que llegan a nuestros campos. Esto nos obliga a tener un ‘plan B’ en el dormitorio que nos permita seguir cultivando de manera eficiente y poder alimentar a toda una población a pesar de que haya un deterioro climático. Y la genética en este caso se prepara con diferentes cambios.
La agricultura de alimentos genéticamente modificados está empezando a ganar terreno. El hecho de modificar la semilla de un fruto para que salga con mejoras significativas, como ser más jugosa, de mayor tamaño o más eficiente, es el futuro de la ingeniería agroalimentaria. Y todo para poder dar respuesta a una demanda de alimentos cada vez mayor, pero con un espacio adecuado para ello cada vez más reducido.
Una apuesta por el sabor. Pero estas alteraciones genéticas plantean muchas preguntas. El objetivo ahora mismo es tener tomates o berenjenas gordas y también muy alargadas pero sin pensar en nada más. Si comemos un tomate en muchas ocasiones lo que queremos es que esté jugoso y bueno. Pero la modificación genética puede pasa por alto este tipo de componentes esenciales para ser más ‘productivos’ y nutritivos.
Pero el objetivo en este caso de la investigación que se lleva a cabo actualmente es el tamaño. Y si un tomate ‘del futuro’ puede equivaler a tres ‘actuales’, lo cierto es que habremos dado un paso muy importante. Y esto ya se está viendo.
La investigación. Un equipo internacional de científicos ha creado el primer «pangenoma«del género solana. Se trata no sólo de la familia del tomate y la berenjena, sino también de la patata y de decenas de otros cultivos que se consumen localmente en todo el mundo, y que abre la puerta a una gran evolución en el ámbito de la alimentación y la industria agroalimentaria.
El objetivo. Para los investigadores, el objetivo estaba bastante claro desde el primer momento: saber por qué un gen que produce un rasgo deseable, como por ejemplo tener un fruto más grande en un tomate, no funciona cuando se intenta aplicarlo a una berenjena. La respuesta en este caso es bastante clara: redundancia genética.
El obstáculo. En este caso, los científicos vieron que el principal obstáculo para que no se aplicara esta modificación genética estaba en las duplicaciones de genes, conocidas como parálogos. Para entender este concepto podemos imaginar la luz de una habitación que sería nuestro fenotipo y que para apagarla necesitamos presionar dos interruptores que la controlan.
Estos interruptores son los que conocemos como parálogos, y para poder apagar la luz sería necesario desactivar ambos. Esto es lo que ocurre en muchas especies, que han creado ‘copias de seguridad’ de sus interruptores para que apagar uno solo no sirviera de nada y no se materializara en su fenotipo, como por ejemplo en su tamaño.
Es por eso que este equipo analizó 22 especies de solana y descubrió que, aunque la estructura general de los cromosomas es similar, miles de genes clave han sufrido diferentes variaciones a lo largo de su evolución.
El gen del freno. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que un gen llamado CLAVATA3 (CLV3) es el principal regulador del tamaño del fruto en tomates. Su función es, básicamente, actuar como freno. Le indica a las células madre en los puntos de crecimiento de la planta (los meristemas) cuándo dejar de dividirse.
Así, cuando este gen muta o se desactiva, el freno se libera y la placa produce más células, lo que da como resultado flores más grandes con más compartimentos para semillas y también un fruto mucho más grande. Y aquí está la clave de cómo acabará domesticándose un tomate.
El problema es que el tomate tiene un «freno de mano» adicional, que es un gen parálogo llamado CLE9. De esta forma, aunque alteremos CLV3, no tendrá todo su efecto, ya que tendrá este interruptor extra que también deberá modificarse.
CRISPR. Se trata de un ‘arma de edición’ genética que nos permitirá conseguir el efecto que queremos y cortar el freno a CLV3 para que los frutos puedan evolucionar. Los científicos realizaron las pruebas en la berenjena africana, una especie que perdió su freno de mano CLE9 hace mucho tiempo, pero que tiene una copia funcional de CLV3. Cuando los científicos utilizaron CRISPR para desactivar esa única copia funcional, el resultado fue un crecimiento masivo y descontrolado, lo que demuestra que el gen era el único freno que quedaba.
En otro experimento utilizamos S.prinophyllum que no tenía CLE9, pero sí dos unidades de CLV3 (CLV3a y CLV3b). En este caso, cuando los investigadores editaron un solo ejemplar, el freno se debilitó y la planta produjo frutos con más lóbulos y por tanto frutos ligeramente más grandes. Pero cuando quitaron los dos frenos, se volvió a ver un crecimiento descontrolado.
El hallazgo sorpresa. Mientras se realizaban investigaciones en este sentido, los expertos vieron algo que no esperaban: un gen completamente diferente en el cromosoma 2, llamado SaetSCPL25-like, actuaba como el «interruptor» principal de tamaño en la berenjena africana. Algo que respondía a una pequeña mutación natural de este gen que se asociaba a los lóculos adicionales por fruto.
Para comprobarlo, hicieron el experimento a la inversa. ellos tomaron esto nuevo gen y lo partieron con CRISPR en un tomate estándar. El resultado en este caso es que se produjeron frutos con más lóculos, es decir, eran mucho más grandes. De esta forma, los investigadores habían encontrado una segunda vía genética para aumentar el tamaño del fruto además de romper sus frenos.
Una revolución agrícola. Este estudio no sólo nos da el secreto para crear tomates y berenjenas de gran tamaño. Es un mapa detallado que nos dice qué «respaldos» genéticos tiene cada planta. Antes la ingeniería genética en cultivos era una apuesta muy arriesgada. Ahora los científicos pueden consultar este pangenoma, ver si la berenjena que quieren mejorar tiene uno, dos o tres “interruptores” para el rasgo que quieren explotar y diseñar una estrategia de edición en el laboratorio.
De esta forma, puedes mejorar el tamaño de los frutos para que sean más eficientes, pero también puedes intentar editar el tiempo de floración o la resistencia a la sequía. Al final lo que se permite es adaptar rápidamente los cultivos locales a los nuevos climas.
Aunque en este caso pueden surgir distintas dudas en el ámbito de la ética, ya que son muchas las personas que rechazan tajantemente el consumo de alimentos que han sido editados genéticamente en un laboratorio para ser mucho más eficientes.
Imágenes | Anna Evans
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