La petunia modificada genéticamente emite un brillo verde continuo gracias a genes de un hongo bioluminiscente, y sin necesidad de algún tipo particular de luz o alimento especial. En abril comenzarán a venderse las primera 50 mil plantas en Estados Unidos.
Nature / 9 de febrero, 2024.- Los consumidores de Estados Unidos ahora pueden reservar por adelantado una planta genéticamente modificada para su hogar o jardín que brilla continuamente. A un costo base de US$29,00, los residentes de los 48 estados contiguos pueden obtener una petunia (Petunia hybrida) con flores que lucen blancas durante el día; pero, en la oscuridad, la planta brilla con un color verde tenue. La empresa de biotecnología Light Bio de Sun Valley, Idaho, comenzará a enviar un lote de 50.000 petunias luciérnaga en abril del presente año.
Los investigadores contactados por Nature parecen enamorados de estas plantas. Se trata de un “evento innovador”: haber creado una planta que puede ser bioluminiscente lo suficiente como para ser vista a simple vista y poder venderse a los amantes de las plantas, dice Diego Orzáez, biólogo vegetal del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas en Valencia, España. «Como europeo, envidio que los consumidores de Estados Unidos puedan tener en sus manos estas plantas».
Creciendo y brillando
Keith Wood, director ejecutivo y cofundador de Light Bio, ha estado trabajando en plantas bioluminiscentes (que emiten luz a través de reacciones químicas dentro de sus células) desde la década de 1980. En 1986, él y sus colegas informaron [1] que habían fabricado la primera planta de este tipo, un tipo de tabaco (Nicotiana tabacum) en el que insertaron el gen de la luciferasa de las luciérnagas (Photinus pyralis). En aquel momento, el objetivo era aprender los conceptos básicos de la expresión genética, y los biólogos vegetales todavía utilizan esta herramienta en la actualidad. Los investigadores pueden diseñar plantas de modo que cuando se active un gen de interés particular, el gen de la luciferasa también lo haga y la planta se ilumine.
Como esto era “algo genial”, dice Wood, las startups intentaron fabricar plantas con fines decorativos. Pero las plantas brillaban sólo débilmente y necesitaban alimentos especiales para alimentar su reacción química emisora de luz.
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La petunia luciérnaga brilla intensamente y no necesita alimento especial gracias a un grupo de genes del hongo bioluminiscente Neonothopanus nambi. El hongo alimenta su reacción de emisión de luz con la molécula de ácido cafeico, que también producen las plantas terrestres. Al insertar los genes del hongo en la petunia, los investigadores hicieron posible que la planta produjera enzimas que pueden convertir el ácido cafeico en la molécula emisora de luz luciferina y luego reciclarla nuevamente en ácido cafeico, lo que permite una bioluminiscencia sostenida [2]. Wood cofundó Light Bio con dos de los investigadores detrás de este trabajo, Karen Sarkisyan, biólogo sintético del Laboratorio de Ciencias Médicas MRC en Londres, e Ilia Yampolsky, químico biomolecular de la Universidad Médica de Investigación Nacional Rusa Pirogov en Moscú.
A diferencia de la fluorescencia, que requiere bombillas especiales, la bioluminiscencia de la petunia se produce sin necesidad de ningún tipo particular de luz ni alimento especial. Eso distingue a la planta de otras criaturas brillantes del mercado, como el GloFish. Estas mascotas de acuario, disponibles en muchas especies y colores, incluidos los tetras verdes eléctricos, emiten fluorescencia bajo luz ultravioleta.
«Si se trata muy bien la planta, si recibe suficiente luz solar y está sana, brillará más», dice Sarkisyan. Pero quiere gestionar las expectativas de la gente: no hay suficiente luz para mantenerte despierto por la noche. Es un suave resplandor verde similar a la luz de la Luna llena.
Las partes de la planta de rápido crecimiento, como las flores y las hojas en ciernes, brillan más. Crédito: Light Bio
La ingeniería genética desde una perspectiva diferente
La planta fue aprobada por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) en septiembre de 2023. Sarkisyan dice que Light Bio eligió las petunias porque se utilizan ampliamente como plantas ornamentales en los Estados Unidos. También los eligió para minimizar el riesgo. Este tipo de petunia no es originaria de América del Norte y no se considera una especie invasora. Por lo tanto, las posibilidades de que los genes modificados se propaguen a las plantas nativas y alteren los ecosistemas deberían ser mínimas.
Los científicos contactados por Nature no vieron ningún riesgo de seguridad. “No puedo imaginar ninguna razón por la que esto deba ser motivo de preocupación”, dice Orzáez.
«Las reacciones de la gente ante las plantas genéticamente modificadas son complicadas», dice Steven Burgess, biólogo vegetal de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. Muchas preocupaciones se centran en quién posee una tecnología y quién se beneficia de ella. Una planta de interior resplandeciente es diferente de las plantas utilizadas en la industria agrícola, en las que una empresa posee las semillas, afirma.
Burgess compara la petunia resplandeciente con otro producto actual. El tomate morado (Solanum lycopersicum) transgénico, cuyas semillas salieron a la venta a principios de este mes en Estados Unidos, es el primer producto alimenticio genéticamente modificado que se comercializa directamente a los jardineros. Los investigadores insertaron genes de una planta boca de dragón (Antirrhinum majus) en el tomate [3] para lograr su color y altos niveles de antocianinas, que son antioxidantes.
Cuando se le preguntó si a Light Bio le preocupa que los amantes de las plantas compartan esquejes de petunia con amigos, Sarkisyan dice que aunque la empresa posee patentes para la tecnología, no planea tomar medidas enérgicas contra este comportamiento. «La forma más positiva de afrontarlo es crear productos nuevos y mejores», afirma. Este año, la empresa compartió [4] que ha logrado aumentar el brillo de la bioluminiscencia en sus plantas incorporando genes de otras especies de hongos y utilizando la evolución dirigida para que funcionen mejor en las plantas.
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Orzáez está entusiasmado con el potencial de investigación de la tecnología detrás de las petunias. Actualmente está desarrollando plantas que utilizan el sistema de luciferasa de los hongos para comunicarse cuando están estresados o infectados por un virus. Se imagina que los futuros agricultores podrían recibir información temprana sobre los problemas con sus cultivos a través de satélites o drones que vuelen de noche.
“La ingeniería genética se puede utilizar para el bien de la humanidad”, afirma Orzáez, reconociendo que mucha gente le tiene miedo. «Tener ejemplos positivos de ingeniería genética, algo que la gente pueda tocar y llevarse a casa«, como la petunia luciérnaga, podría ayudar a la gente a ver esas modificaciones desde una perspectiva diferente, afirma.
- Referencias:
- Ow, D. W. et al. Science 234, 856–859 (1986).
- Mitiouchkina, T. et al. Nature Biotechnol. 38, 944–946 (2020).
- Butelli, E. et al. Nature Biotechnol. 26, 1301–1308 (2008).
- Shakhova, E. S. et al. Nature Methods https://doi.org/10.1038/s41592-023-02152-y (2024).