Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Nuevos métodos prometen acelerar el desarrollo de nuevas variedades de plantas


Un equipo de investigación de la Universidad de Minnesota desarrolló recientemente nuevos métodos que harán que sea mucho más rápido producir plantas editadas genéticamente.


por la Universidad de Minnesota


Esperan aliviar un cuello de botella de larga data en la edición de genes y, en el proceso, hacer que sea más fácil y rápido desarrollar y probar nuevas variedades de cultivos con dos nuevos enfoques descritos en un artículo publicado recientemente en Nature Biotechnology .

A pesar de los avances dramáticos en la capacidad de los científicos para editar genomas de plantas usando herramientas de edición de genes como CRISPR y TALEN, los investigadores se quedaron atrapados usando un enfoque anticuado: cultivo de tejidos . Ha estado en uso durante décadas y es costoso, requiere mucho trabajo y requiere un trabajo preciso en un entorno estéril. Los investigadores utilizan el cultivo de tejidos para entregar genes y reactivos de edición de genes, o productos químicos que impulsan la reacción, a las plantas.

«Hace unos años, la Academia Nacional de Ciencias convocó una reunión de científicos de plantas, pidiendo a la comunidad que resolviera el cuello de botella del cultivo de tejidos y ayudara a darse cuenta del potencial de la edición de genes en las plantas», dijo Dan Voytas, profesor de Genética, Biología Celular y Desarrollo en la Facultad de Ciencias Biológicas y autor principal del artículo. «Contamos con tecnología avanzada de edición del genoma, pero necesitábamos una forma novedosa de entregar de manera eficiente reactivos de edición genética a las plantas. Los métodos en este documento presentan una forma completamente nueva de hacer negocios».

Los nuevos métodos:

reduzca drásticamente el tiempo necesario para editar genes de plantas desde nueve meses hasta unas pocas semanas;
trabajar en más especies de plantas de lo que era posible utilizando cultivo de tejidos, que se limita a especies y variedades específicas;
Permitir a los investigadores producir plantas editadas genéticamente sin la necesidad de un laboratorio estéril, lo que lo convierte en un enfoque viable para laboratorios pequeños y empresas.
Para eliminar el arduo trabajo que implica la edición de genes a través del cultivo de tejidos, los coautores Ryan Nasti y Michael Maher desarrollaron nuevos métodos que aprovechan importantes reguladores del crecimiento de las plantas responsables del desarrollo de las plantas.

Usando reguladores de crecimiento y reactivos de edición de genes, los investigadores activan las plántulas para desarrollar nuevos brotes que contienen genes editados. Los investigadores recolectan semillas de estos brotes editados por genes y continúan los experimentos. No se necesitan cultivos celulares.

Los enfoques difieren en cómo se aplican los reguladores del crecimiento y en qué escala. El enfoque desarrollado por Nasti permite pruebas rápidas a pequeña escala, con resultados en semanas en lugar de meses o años, de diferentes combinaciones de reguladores del crecimiento. «Este enfoque permite realizar pruebas rápidas para que los investigadores puedan optimizar las combinaciones de reguladores del crecimiento y aumentar su eficacia», dijo.

Maher utilizó los mismos principios básicos para hacer que el proceso sea más accesible al eliminar la necesidad de un entorno de laboratorio estéril. «Con este método, no necesitas una técnica estéril. Podrías hacerlo en tu garaje», dijo. Agregó que esta técnica abre la posibilidad de que grupos de investigación más pequeños con menos recursos puedan editar plantas genéticamente y probar qué tan bien lo hacen.

«Nasti y Maher han democratizado la edición de genes de plantas . Ya no llevará meses en un laboratorio estéril con docenas de personas en campanas de cultivo de tejidos «, dijo Voytas.

Los investigadores utilizaron una especie de tabaco como modelo, pero ya han demostrado que el método funciona en plantas de uva, tomate y papa . Creen que los hallazgos probablemente se transferirán a través de muchas especies. Los genetistas de plantas y los biotecnólogos agrícolas tienen como objetivo garantizar fuentes de alimentos estables para una población mundial en crecimiento en un clima cálido, donde los brotes de plagas y los fenómenos meteorológicos extremos son comunes. Estos nuevos métodos les permitirán trabajar de manera más eficiente.


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