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Crear nuevos cultivos de alimentos con solo ajustar unos pocos genes en plantas silvestres

Los cultivos de los que dependemos hoy han sido cultivados durante miles de años para mejorar ciertas características. Por ejemplo, el maíz dulce comenzó su vida como un pasto silvestre llamado teosinte .

Pero cada vez que seleccionamos un rasgo mediante la reproducción, como cruzar repetidamente las plantas seleccionadas para producir frutos más grandes, perdemos la diversidad genética, que es la variación esencial para otros rasgos como la resistencia a las enfermedades. Esto deja a nuestros cultivos vulnerables a plagas y enfermedades.

Las tecnologías de edición de genes precisas podrían ofrecer una solución.

La edición de genes CRISPR se ha utilizado con éxito para re-domesticar plantas de tomate silvestre . Un grupo de investigación editó solo seis genes y produjo una fruta de tamaño comercial en un pariente silvestre de tomate, Solanum pimpinellifolium . Otro grupo logró un resultado similar al editar solo cuatro genes.

Como sociedad, debemos descubrir cómo se regularán dichas tecnologías y plantas para garantizar la seguridad y la aceptabilidad.

La nueva domesticación

El nuevo enfoque, denominado ” domesticación de novo ” o “nueva domesticación”, permite que la diversidad genética de la planta silvestre aparezca en un nuevo cultivo. Estas nuevas líneas de tomate conservan toda la diversidad de sus ancestros, brindando protección contra las enfermedades.

Ellos saben bien también, al parecer.

Esto fue posible gracias a años de minuciosa investigación sobre los genes que sustentan los rasgos esenciales relacionados con la domesticación. Sin esto, los científicos no sabrían qué genes apuntar y editar.

Algunos de los genes se identificaron al cruzar plantas con diferentes rasgos (como frutas grandes versus pequeñas). Otros fueron descubiertos comparando parientes silvestres con plantas domesticadas.

¿Podríamos hacer esto con otras especies silvestres?

Actualmente dependemos de muy pocas especies de plantas para la mayoría de la producción mundial de alimentos. Más de la mitad de nuestra ingesta de energía derivada de plantas proviene de solo tres pastos (trigo, arroz y maíz). La edición de genes podría proporcionar una manera de expandir esto.

Al mostrar el valor más amplio del enfoque del tomate descrito anteriormente, otro grupo de investigación aplicó el mismo método a un cultivo huérfano Physalis pruinosa (conocido como la cereza molida). Los cultivos huérfanos son aquellos que se han descuidado y escapado de la agricultura moderna por varias razones. Reciben poca inversión, investigación o esfuerzo de cría.

Los investigadores esperan que la cereza molida algún día encuentre su lugar junto a la fresa, arándano, mora y frambuesa en la agricultura a gran escala.

El enfoque de “domesticación de novo ” potencialmente proporciona una forma de domesticar cualquier planta silvestre comestible. Con un estimado de 20,000 especies comestibles conocidas , las posibilidades de domesticación podrían ser extraordinarias, particularmente en Australia, donde la domesticación amplia y económicamente exitosa de alimentos nativos se ha limitado principalmente a la nuez de macadamia .

La secuenciación de genes es cada vez más barata.

Para crear nuevos cultivos, necesitamos un buen conocimiento de los objetivos de los genes y la secuencia del genoma (que contiene el código completo de todos los genes dentro de cada célula) de las especies de plantas que queremos domesticar.

Ajustar solo unos pocos genes en plantas silvestres puede crear nuevos cultivos de alimentos, pero vamos a hacer la regulación correcta
La cereza molida podría ser una nueva cosecha de bayas. Crédito: Pixabay / Alexas_fotos

La secuenciación del genoma solía costar muchos millones de dólares y requiere equipos de investigación masivos. Ahora es cada vez más barato y rutinario.

Nuestra comprensión de los genes objetivo proviene principalmente de los estudios de los principales cultivos agrícolas. Algunos genes de domesticación solo funcionarán en especies que están estrechamente relacionadas con el cultivo en el que se descubrieron.

Las versiones de los genes de domesticación objetivo en los estudios de tomate se encuentran en muchas especies de plantas, por lo que el enfoque también podría funcionar en especies más distantes relacionadas.

¿Cómo deberíamos regular esto?

Deberíamos fomentar este tipo de innovación, pero debemos hacerlo de manera segura.

En todo el mundo, los responsables políticos han luchado contra las implicaciones de las nuevas herramientas genéticas. Ha surgido un debate sobre cómo regular la edición del genoma, en comparación con los métodos de modificación genética existentes .

La edición de genes en un cultivo es diferente a la modificación genética tradicional, o transgénicos , en la cual un gen de una especie diferente se inserta en una planta.

En contraste con estos dos enfoques, el cultivo clásico de cultivos se ha basado en procesos aleatorios como la irradiación para inducir una nueva diversidad genética . La edición CRISPR es similar pero más eficiente y precisa, porque se dirige a una mutación deseada específica.

En julio, los tribunales europeos dictaminaron que las plantas editadas están bajo la misma regulación que los transgénicos. Esto los coloca bajo regulaciones muy estrictas que crean importantes obstáculos para ingresar al mercado, lo que podría conducir al talento y la financiación fuera de Europa.

En contraste, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) dijo que no regularía los cultivos editados por el genoma.

Un enfoque equilibrado

Un balance razonable entre estos dos enfoques regulatorios es probablemente la manera más sensata de avanzar. La edición del genoma no debería escapar por completo a la regulación.

Si se puede demostrar que la planta editada no contiene ningún gen nuevo (incluida la maquinaria CRISPR), entonces la regulación debería ser mucho menos estricta que para los transgénicos, ya que los cambios son muy similares a los del fitomejoramiento convencional. La secuenciación del genoma del cultivo editado es una buena manera de proporcionar evidencia de esto.

En Australia, los organismos modificados genéticamente están regulados por la Oficina del Regulador de Tecnología Genética ( OGTR ). La legislación actual define la modificación genética de manera muy amplia , pero está bajo revisión . Australia del Sur es una excepción a esto, con una prohibición de los cultivos modificados genéticamente .

Idealmente, la regulación debería centrarse más en las preguntas sobre los tipos de modificaciones genéticas que deberíamos permitir en nuestros cultivos que en la forma en que se introdujeron y de dónde proceden.

Pero los organismos editados no deben ser completamente excluidos de la regulación. Se debe solicitar y proporcionar evidencia de que los nuevos cultivos son funcionalmente equivalentes a los productos de la reproducción convencional y el proceso de aprobación posterior debe reflejar esto.

La prioridad principal para los formuladores de políticas y los reguladores es garantizar la seguridad de los cultivos. Mantener un diálogo abierto y transparente será crucial para que el público pueda confiar en las decisiones.

 

Información de: phys.org

Vía: Mundoagropecuario

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