“Este trabajo permite la herencia de ambas copias de los genes deseados de un solo padre. Los hallazgos pueden reducir en gran medida las generaciones necesarias para el fitomejoramiento» afirmó el investigador Tao Zhang. La nueva tecnología permitiría generar cultivos más robustos y resistentes en un tiempo mucho menor al mejoramiento tradicional.
UC-Davis / 28 de junio, 2021.- Con el objetivo de desarrollar cultivos resistentes que sean más capaces de hacer frente a la sequía y las enfermedades, los científicos de la Universidad de California en San Diego han desarrollado el primer sistema de «impulso genético» (gene drive) en plantas basado en CRISPR-Cas9.
Si bien la tecnología de impulso genético se ha desarrollado en insectos para ayudar a detener la propagación de enfermedades transmitidas por vectores como la malaria, los investigadores del laboratorio del profesor Yunde Zhao, junto con colegas del Instituto Salk de Estudios Biológicos, demostraron el diseño exitoso de impulso genético basado en CRISPR-Cas9 que corta y copia elementos genéticos en plantas de Arabidopsis.
Rompiendo con las reglas de herencia tradicionales que dictan que la descendencia adquiere materiales genéticos por igual de cada padre (genética mendeliana), la nueva investigación utiliza la edición CRISPR-Cas9 para transmitir rasgos específicos y dirigidos de un solo padre en las generaciones posteriores. Dicha ingeniería genética podría usarse en agricultura para ayudar a las plantas a defenderse de enfermedades para producir cultivos más productivos. La tecnología también podría ayudar a fortalecer las plantas contra los impactos del cambio climático, como el aumento de las condiciones de sequía en un mundo en calentamiento.
La investigación, dirigida por el académico postdoctoral Tao Zhang y el estudiante graduado Michael Mudgett en el laboratorio de Zhao, se publicó en la revista Nature Communications.
«Este trabajo desafía las limitaciones genéticas de la reproducción sexual de que una descendencia hereda el 50% de su material genético de cada padre», dijo Zhao, miembro de la Sección de Biología Celular y del Desarrollo de la División de Ciencias Biológicas. “Este trabajo permite la herencia de ambas copias de los genes deseados de un solo padre. Los hallazgos pueden reducir en gran medida las generaciones necesarias para el fitomejoramiento«.
El estudio es el último desarrollo realizado por investigadores del Instituto Tata de Genética y Sociedad (TIGS) en UC San Diego, que se construyó sobre la base de una nueva tecnología llamada «genética activa» con potencial para influir en la herencia de la población en una variedad de aplicaciones. .
El desarrollo de cultivos superiores a través de la herencia genética tradicional puede resultar caro y llevar mucho tiempo, ya que los genes se transmiten a través de varias generaciones. Usando la nueva tecnología de genética activa basada en CRISPR-Cas9, tal sesgo genético se puede lograr mucho más rápidamente, dicen los investigadores.
“Estoy encantado de que este éxito de impulso genético, ahora logrado por científicos afiliados a TIGS en plantas, amplíe la generalidad de este trabajo previamente demostrado en UC San Diego, para ser aplicable en insectos y mamíferos”, dijo Suresh Subramani, directora global de TIGS. «Este avance revolucionará el mejoramiento de plantas y cultivos y ayudará a abordar el problema de la seguridad alimentaria mundial».
Los coautores del artículo incluyen: Tao Zhang, Michael Mudgett, Ratnala Rambabu, Bradley Abramson, Xinhua Dai, Todd Michael y Yunde Zhao. La investigación fue financiada por TIGS-UC San Diego y una subvención de capacitación de los Institutos Nacionales de Salud.