Los métodos actuales para activar o desactivar temporalmente los genes de las plantas no funcionan en el arroz, pero el fracaso podría ser un trampolín para la innovación, dicen los científicos.
Los intentos de utilizar virus como herramientas para modificar genéticamente el arroz se han topado con un obstáculo, según una nueva investigación realizada por científicos de Rothamsted, Reino Unido, y la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS) en Brasil.
La colaboración probó dos vectores virales populares, el virus del mosaico de la cebada (BSMV) y el virus del mosaico de la cola de zorro (FoMV), por su capacidad para alterar la expresión genética en plantas de arroz.
Si bien la técnica, conocida como genética inversa asistida por virus (VERG), ha demostrado ser eficaz en trigo y otras monocotiledóneas, los investigadores descubrieron que ni el BSMV ni el FoMV lograron alterar la expresión génica en seis variedades diferentes de arroz. Los hallazgos del estudio sugieren que el arroz podría poseer mecanismos de resistencia intrínsecos que bloquean estos vectores virales, lo que dificulta el estudio de la función génica en el cultivo.
Los métodos VERG, que utilizan virus vegetales para inhibir o sobreexpresar un gen específico, son fundamentales para la genómica funcional en especies donde la transformación estable es difícil. Si bien las herramientas VERG han permitido a los investigadores plantear preguntas sobre las funciones de genes específicos en diversas monocotiledóneas y dicotiledóneas, nuevos datos demuestran claramente que el arroz ( Oryza sativa ) es resiliente al cambio.
“Lo intentamos todo: distintas variedades de arroz, distintos métodos de inoculación, usamos condiciones ideales de cultivo, pero lo que hicimos funcionó con el trigo, pero no con el arroz”, dijo Guilherme M. Turra, estudiante de doctorado de la UFRGS que realizó la investigación mientras trabajaba en Rothamsted.
Si tiene éxito, el método más probado para evaluar la eficacia del silenciamiento génico consiste en eliminar uno de los genes implicados en la producción de clorofila; esto produce un cambio de color en las hojas de verde a blanco, también conocido como fotoblanqueo. Como alternativa, el uso de virus para estimular la expresión de proteínas fluorescentes como la GFP dará lugar a plantas con manchas fluorescentes. Ninguno de estos resultados se ha observado en el arroz, a pesar de una exhaustiva optimización.
Al publicar estos resultados negativos, los investigadores esperan evitar que otros repitan los mismos experimentos y estimular el desarrollo de sistemas de virus alternativos adaptados al arroz.
“La falta de respuesta a la VERG sugiere que el arroz posee mecanismos de resistencia intrínsecos que impiden que los virus generen una respuesta VERG en este cultivo”, afirmó la Dra. Dana MacGregor, coautora principal del artículo de Rothamsted. “Si bien se ha demostrado que la VERG causada por BSMV y FoMV funciona bien en otras especies, nuestros datos muestran que también presenta limitaciones. Lo que funciona en el trigo u otras plantas no se ha aplicado fácilmente al arroz. Si vamos a alterar temporalmente la expresión génica en el arroz, necesitaremos nuevos enfoques”, añadió.
Esta investigación fue financiada por el Programa de Internacionalización Institucional del Gobierno brasileño (PRINT) del Comité de Coordinación para el Perfeccionamiento de la Fuerza de Trabajo de Educación Superior (CAPES) con financiamiento estratégico adicional del Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas del Reino Unido asignado al programa estratégico del Instituto para el Desarrollo de la Salud.
Fuente: Rothamsted Research.
