Cuando los genetistas de plantas encuentran un gen que mejora el rendimiento de los cultivos, quieren intentar insertar ese mismo cambio en otros cultivos.
por el laboratorio Cold Spring Harbor
Pero el profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor e investigador del HHMI, Zachary Lippman, advierte que no basta con saber lo que hace un solo gen. Descubrió que vale la pena saber qué otros genes estrechamente relacionados podrían estar al acecho en el genoma para bloquear una mejora esperada.
En una investigación publicada en Nature Plants , Lippman, el ex postdoctorado Cao Xu (ahora en la Academia de Ciencias de China en Beijing) y sus colegas demuestran cómo los genes duplicados en los genomas de las plantas complican los planes de los desarrolladores de cultivos. Las duplicaciones de genes son comunes en las plantas. Muchos actúan como «copias de seguridad» del gen original. Pero según los sorprendentes hallazgos de su equipo, Lippman dice que tener un gran candidato para la edición de genes no es suficiente para predecir el resultado de los cambios planificados: «La falta de previsibilidad en el contexto de un gen duplicado realmente debe ser una revelación para diseñar mejoras de cultivos”.
El grupo estudió el gen clv3 . Este gen produce una proteína que limita el crecimiento de los tejidos vegetales en desarrollo . Las mutaciones en clv3 han llevado a mayores rendimientos en muchas plantas domésticas. En los tomates, por ejemplo, las mutaciones en clv3 están asociadas con frutos más grandes con más secciones de semillas . El equipo de Lippman introdujo mutaciones equivalentes en el gen clv3 en plantas de tomate, tabaco, cereza molida y petunia. Las cuatro plantas son miembros de la familia Solanaceae , también conocidas como solanáceas. Lippman y sus colegas esperaban ver resultados similares, pero lo que encontraron fue intrigante.
En el tabaco, los efectos fueron dramáticos, duplicando el tamaño de ciertas regiones de crecimiento. Este cambio se debió a la pérdida de la planta del gen de respaldo clv3 . En tomate, el gen duplicado amortigua parcialmente las mutaciones clv3 , por lo que los efectos fueron más moderados. En cereza molida y petunia, la mutación clv3 tuvo poco efecto. Ambas plantas tenían genes similares a clv3 que compensaban los cambios realizados por los investigadores en el gen clv3 .
Para Lippman, la lección es que optimizar los cultivos a través de la edición del genoma puede requerir hacer un inventario de los genes duplicados. Los desarrolladores de cultivos deben comprender cómo se duplicaron, eliminaron y cambiaron genes importantes a lo largo del tiempo evolutivo. Esto permite a los científicos desarrollar mejoras de cultivos más predecibles.
