Científicos de Texas Tech desarrollaron una novedosa técnica de aceleración para la creación de cultivos transgénicos
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Un equipo de biotecnólogos vegetales liderado por Gunvant Patil en la Universidad Tecnológica de Texas ha desarrollado un método innovador que podría acelerar drásticamente el desarrollo de procesos de regeneración y cultivos editados genéticamente.
Por qué importa, según la universidad texana #
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Acelera la innovación agrícola: Reduce en meses el proceso de desarrollo de cultivos editados genéticamente, acelerando el camino desde el descubrimiento de genes hasta las variedades listas para el campo.
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Amplía la accesibilidad: Reduce la dependencia de laboratorios especializados de cultivo de tejidos, haciendo que la bioingeniería avanzada sea viable para más instituciones de investigación y especies de cultivos.
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Impulsa la seguridad alimentaria mundial: Tiene el potencial de permitir una mejora genética más rápida de los cultivos con mayor resiliencia, eficiencia nutricional y resistencia a las enfermedades.
«La regeneración de plantas siempre ha sido el principal obstáculo en biotecnología», afirmó Gunvant Patil, autor principal y profesor asociado del IGCAST. «Nuestro método aprovecha la capacidad natural de la planta para regenerarse tras una lesión, lo que nos permite inducir directamente nuevos brotes genéticamente modificados sin necesidad de meses de cultivo de tejidos. Esto podría cambiar radicalmente la forma en que desarrollamos cultivos mejorados», detalló.
En la mayoría de los métodos de ingeniería genética, los investigadores deben regenerar una planta completa a partir de una sola célula utilizando combinaciones precisas de nutrientes y hormonas, un proceso lento, costoso y a menudo dependiente del genotipo. El equipo de Patil, en cambio, diseñó un sistema sencillo que reactiva las propias vías de cicatrización y regeneración de la planta.
“Este sistema funciona como activar un interruptor oculto en la planta”, dijo Patil. “Cuando activamos los genes de respuesta a heridas, la planta esencialmente comienza a reconstruirse, esta vez con los cambios genéticos deseados”.
La nueva técnica también se integra con las herramientas de edición genómica basadas en CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas), lo que permite modificaciones genéticas precisas en un solo paso. La capacidad de generar plantas transgénicas, o editadas genéticamente, directamente en la planta madre podría hacer que la mejora de cultivos sea más rápida, económica y accesible a una mayor variedad de especies.
El estudio demuestra mayores tasas de regeneración en tabaco y tomate con el nuevo sistema, superando a muchos métodos de transformación existentes sin cultivo de tejidos. Incluso en la soja, una especie notoriamente difícil de modificar genéticamente, los investigadores lograron la edición genética con una mínima dependencia del cultivo de tejidos convencional.
«El desarrollo de un sistema de transformación sin cultivo de tejidos representa un gran avance para la investigación agrícola», afirmó Clint Krehbiel, decano de la Facultad de Ciencias Agrícolas y Recursos Naturales de Davis. «Este progreso no sólo acelera la mejora de los cultivos, sino que también demuestra cómo nuestro profesorado y alumnado están abordando algunos de los desafíos más apremiantes en materia de seguridad alimentaria mundial y producción sostenible».
“Nuestro objetivo final es desarrollar una plataforma universal para la transformación de plantas, que reduzca a la mitad o más el tiempo que transcurre desde el descubrimiento hasta la obtención de variedades de cultivos mejoradas”, afirmó Patil. “Esto tiene implicaciones no solo para la investigación, sino también para abordar desafíos del mundo real como la resiliencia ambiental, la resistencia a las enfermedades y una mayor eficiencia en el uso de nutrientes”.
Cita #
El estudio A synthetic transcription cascade enables direct in planta shoot regeneration for transgenesis and gene editing in multiple plants (Una cascada de transcripción sintética permite la regeneración directa de brotes in planta para la transgénesis y la edición genética en múltiples plantas) fue publicado en Molecular Plant. Autores: Arjun Ojha Kshetry, Kaushik Ghose, Anshu Alok, Vikas Devkar, Vidhyavathi Raman, Robert M. Stupar, Luis Herrera-Estrella, Feng Zhang & Gunvant B. Patil. Entre las instituciones involucradas se hallan Institute of Genomics for Crop Abiotic Stress Tolerance, Department of Plant and Soil Science, Texas Tech University, Department of Plant and Microbial Biology, University of Minnesota, Department of Agronomy and Plant Genetics, University of Minnesota y la **Unidad de Genómica Avanzada del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Irapuato, Guanajuato, México.
Financiación #
G.B.P. agradece al Programa de Investigación Universitaria del Gobernador del Estado de Texas (GURI) por la financiación de la investigación. G.B.P., R.M.S. y F.Z. recibieron apoyo del premio USDA NIFA n.° 2021-67013-34565.
Agradecimientos #
Los investigadores agradecen al Dr. Daniel Voytas y al Dr. Colby Starker, de la Universidad de Minnesota, por compartir los vectores modulares y las semillas transgénicas de N. benthamiana positivas para Cas9. G.B.P., A.O.K. y L.H.-E. son coinventores de una solicitud de patente presentada en relación con los hallazgos descritos en este estudio.
Declaración sobre la IA generativa y las tecnologías asistidas por IA en el proceso de redacción #
Durante la preparación de este trabajo, los autores utilizaron Perplexity y ChatGPT para sintetizar la bibliografía, corregir errores gramaticales y lingüísticos, y reconstruir algunas oraciones para hacerlas más claras y fáciles de seguir. Tras utilizar estas herramientas, los autores revisaron y editaron el contenido según fue necesario y asumen la plena responsabilidad del contenido del artículo publicado.
- El artículo The breakthrough for creation of transgenic and gene-edited crops without tissue culture was forged by the Institute of Genomics for Crop Abiotic Stress Tolerance, con la firma de George Watson fue publicado en el sitio web de TexasTech Now