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May 7, 2009
Source:
ArgenBio
Por Courtney Humphries
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
Un nuevo tipo de tecnología hace posible alterar los genes de
las plantas de forma precisa y eficiente
Dos estudios publicados en la
revista Nature describen un tipo de tecnología genética que
permitiría modificar el genoma de las plantas de forma más
precisa. El método se puede utilizar para introducir un gen
nuevo, realizar cambios en los genes existentes, o bloquear la
expresión de un gen.
“Ahora tenemos algo de control sobre el código genético de la
planta,” afirma
Daniel Voytas, autor principal de uno de los estudios y
genetista en la Universidad de
Minnesota. La técnica no sólo permite realizar cambios más
precisos, sino que también incrementa enormemente la eficiencia
de la creación de plantas mediante ingeniería genética. “Si
somos capaces de colocar un gen en el mismo sitio siempre y de
hacerlo con precisión, eso podría cambiar el panorama en cuanto
a regulación y reducir el coste de fabricación de estas plantas
transgénicas,” señala.
Vipula Shukla, científico en
Dow AgroSciences,
que dirigió el otro estudio, comenta que para los científicos de
plantas “todas las herramientas convencionales que tenemos a
nuestra disposición están basadas en métodos que provocan
modificaciones aleatorias en el genoma de las plantas.” Estos
métodos incluyen el uso de un vector bacteriano para transferir
el ADN a las células de las plantas, o forzar físicamente la
entrada de partículas recubiertas de ADN dentro de las células.
El ADN que se introduce de esta forma, señala Shukla, puede
aterrizar en cualquier parte dentro del genoma de la planta y
provocar efectos secundarios no deseados. Normalmente, los
científicos generan muchas plantas y después hacen una selección
para encontrar aquellas en las que el cambio deseado se logró
con éxito, y sin efectos secundarios.
Ambos estudios utilizaron a las nucleasas de dedos de zinc, que
son proteínas sintéticas que pueden localizar áreas precisas
dentro del genoma y que provocan cambios genéticos específicos.
Estas nucleasas de dedos de zinc rompen las dos hebras de ADN en
un punto específico a lo largo del genoma.
Esta doble partición hace que se active el mecanismo de
reparación propio de la célula para así reparar la fisura. Este
mecanismo a menudo busca un trozo de ADN similar a la región
dañada para copiar y pegarlo de nuevo en el genoma. Si se
introducen trozos de ADN que contengan secuencias del gen
original con los cambios deseados—tales como la adición de un
nuevo gen o un cambio en la secuencia—los científicos podrán
generar cambios específicos en el genoma durante su proceso de
reparación.
Esta tecnología también puede usarse para bloquear un gen. Para
ello, se aprovecha otro tipo de mecanismo de reparación mediante
el que la célula simplemente une las dos puntas por donde se
produjo la ruptura, lo que a menudo hace que se borren o se
inserten nuevas secuencias de ADN dentro de la zona que está
siendo reparada, dando como resultado un ADN que no puede ser
leído correctamente.
El grupo de Dow utilizó este método para introducir dos cambios
dentro del maíz. Los investigadores localizaron un gen
involucrado en la producción de fitatos, un compuesto del maíz
que la mayoría de los animales son incapaces de digerir, y
utilizaron este gen como plataforma de aterrizaje para insertar
otro gen que le otorga a la planta resistencia a los herbicidas.
Al mismo tiempo la planta produce menos fitatos y tolera al
herbicida.
El grupo académico utilizó un método similar, desarrollado por
el Zinc Finger Consortium, un equipo internacional de
investigadores comprometidos con el desarrollo de una plataforma
disponible a nivel público para la ingeniería de nucleasas de
dedos de zinc. En vez de añadirle un nuevo gen a la planta, los
investigadores utilizaron las nucleasas de dedos de zinc para
introducir una secuencia genética alterada dentro de un gen
existente en las plantas del tabaco; la proteína codificada por
el gen es el objetivo de los herbicidas, y su alteración hace
que las plantas sean resistentes a los herbicidas.
Shukla opina que este tipo de tecnología reduce el tiempo
necesario para crear una planta a la mitad. El método también
requiere la creación de nucleasas de dedos de zinc específicas
para una aplicación en particular. Shukla afirma que Dow está
utilizando su plataforma para crear las moléculas a lo largo de
sus productos internos y en proyectos de investigación
académica, y tiene previsto proveer licencias de uso de esta
tecnología para aplicaciones académicas, comerciales y
humanitarias. Voytas señala que el Zinc Finger Consortium va a
poner su método a disposición del público y que ofrecerá
sesiones de entrenamiento para familiarizarse con esta técnica.
Matthew Porteus, bioquímico de la Universidad de Texas en San
Antonio, autor de un artículo editorial que acompañaba al
estudio publicado en Nature, señala que los dos estudios son los
primeros ejemplos de investigadores que han logrado localizar un
gen en concreto, diseñar nucleasas de dedos de zinc para dicho
gen, y utilizar estas nucleasas para crear modificaciones
específicas en plantas. Porteus, que ha estado investigando las
nucleasas de dedos de zinc como método para terapias génicas en
humanos, señala que el interés en las nucleasas de dedos de zinc
ha aumentado a lo largo de los últimos años.
Se están usando para crear mutaciones precisas en peces cebra, y
se acaban de iniciar unos tests clínicos en humanos que probarán
el uso de las nucleasas de dedos de zinc para crear alteraciones
genéticas en las células T de los pacientes con VIH, con la
esperanza de hacer que sus células estén más preparadas para
combatir la infección. Nota: Los fitatos son la forma en que se
encuentra el fósforo en el maíz y otros cultivos. Tanto los
granos de cereales como los de oleaginosas (los ingredientes más
importantes del alimento para ganado) contienen mucho ácido
fítico o fitato, pero los animales, como los cerdos, no tienen
cantidades suficientes de fitasa en su sistema digestivo como
para aprovechar todo el fósforo. Es por eso que se libera al
ambiente una enorme cantidad de fósforo a través del estiércol.
Para que los animales puedan obtener el fósforo que necesitan,
los productores agregan fitasa al alimento.
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