Edición de genomas en arroz: ¿Tan sencillo como cortar y pegar?
La edición de genomas es una técnica que aún está en sus primeras etapas de desarrollo, pero que ofrece nuevas formas promisorias de impulsar la productividad y el valor nutricional de los cultivos alimenticios.
El proceso involucra cortar, copiar y pegar moléculas en la secuencia del genoma de una planta para cambiar las características de la planta. El CIAT ha estado poniendo a prueba la técnica con arroz, empleando una tecnología llamada CRISPR (sigla en inglés de repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas), que ha tenido éxito en el mundo de la biología molecular desde que se dio a conocer en 2012. CRISPR utiliza una enzima llamada Cas9 que permite a los científicos dirigirse a áreas específicas del ADN y realizar los cambios requeridos. En comparación con otras técnicas de edición de genes, CRISPR es extremadamente efectiva en costos.
Los científicos liderados por Paul Chavarriaga de la Plataforma de Transformación Genética del Centro usaron CRISPR para crear un efecto de “hoja caída” en IR64, una variedad de arroz desarrollada por su centro CGIAR hermano el Instituto Internacional de Investigaciones sobre el Arroz (IRRI). Científicos de Japón ya han realizado la misma proeza con el arroz Japonica. IR64 ha sido usada para mejorar cientos de variedades de arroz, que han sido liberadas en una docena de países y han sido sembradas en millones de hectáreas. Si la edición de genomas para lograr rasgos agronómicos importantes pudiera aportar más que una ventaja a este arroz ya superior, los beneficios llegarían a varios millones de personas.
Cuando el rasgo de hoja caída está activado, las hojas normalmente vivaces de la planta se ven flácidas. Es un indicador visual útil para saber si la técnica de edición de genes ha tenido éxito. Con el concepto ya probado en IR64, Chavarriaga y su equipo esperan que se pueda aplicar a otras partes del genoma del arroz para “activar o desactivar” rasgos. Y las opciones no se detienen en el arroz. Una posibilidad es impulsar el valor nutricional de cultivos alimenticios de primera necesidad como la yuca, mejorando la presencia de betacaroteno, el precursor de la vitamina A. Otra es contribuir a elevar la resistencia del cultivo a enfermedades bacterianas o virales o modificar la calidad del almidón en las raíces.
Sandra Valdés, científica del CIAT, está preparando una nota acerca de este avance, que se espera sea la primera contribución del CIAT a la creciente literatura científica sobre la edición de genomas. En este trabajo, Valdés está colaborando con el Instituto Nacional de Ciencias Agrobiológicas (NIAS) del Japón y la Universidad de Melbourne en Australia. Los científicos del NIAS Masaki Endo y Seiichi Toki pasaron dos semanas en el CIAT en 2015, capacitando a científicos, entre ellos Valdés, en la tecnología de edición de genes para el arroz. Esto hace parte de la colaboración de larga data entre el CIAT y el NIAS para el mejoramiento genético de este cultivo.