Científicos chinos han desarrollado una nueva variedad de arroz editado capaz de sintetizar CoQ10, un antioxidante esencial para la salud humana, especialmente en la protección cardíaca. También se lograron avances preliminares para su aumento en el cultivo del trigo. Esta innovación ofrece una fuente dietética enriquecida de CoQ10, proporcionando una alternativa rentable y sostenible para mejorar la nutrición a través de cereales de alto consumo.
Academia China de las Ciencias / 14 de febrero, 2025.- Los científicos chinos han desarrollado una nueva variedad de arroz capaz de sintetizar CoQ10 (coenzima Q10), lo que abre el camino a fuentes dietéticas enriquecidas de este suplemento antioxidante ampliamente utilizado.
La creación de cultivos productores de CoQ10 ofrece una forma rentable y respetuosa con el medio ambiente de mejorar la nutrición, afirmaron los investigadores.
La CoQ10, o coenzima Q10, es importante para la salud humana, en particular para la protección del corazón. Desempeña un papel clave en la cadena de transporte de electrones mitocondrial y funciona como un antioxidante liposoluble. Si bien el cuerpo humano sintetiza CoQ10 de forma natural, la producción disminuye después de los 20 años. Algunos expertos dicen que los medicamentos con estatinas también pueden afectar su síntesis.
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A diferencia de los humanos, que producen CoQ10 con una cadena lateral de 10 unidades de isopreno (C50), los cultivos de cereales como el arroz y el trigo, así como ciertas verduras y frutas, producen principalmente CoQ9, que contiene nueve unidades de isopreno (C45). La diferencia clave radica en la longitud de sus cadenas laterales.
En un estudio conjunto, investigadores del Centro de Investigación Chenshan de Shanghái del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de las Plantas de la Academia China de Ciencias (CAS) y del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la CAS analizaron 134 muestras de plantas de 67 familias. Las muestras, recogidas de las diversas colecciones de plantas del Jardín Botánico Chenshan de Shanghái, incluían musgos, licopodios, helechos, gimnospermas y angiospermas.
Los científicos trazaron un mapa de los patrones de distribución de los tipos de CoQ en estas especies y descubrieron que la CoQ10 es un rasgo ancestral de las plantas con flores. Si bien la mayoría de las plantas siguen sintetizando CoQ10, las gramíneas, incluidos todos los cultivos de cereales como el arroz, el trigo y el maíz, así como las margaritas y las cucurbitáceas, producen principalmente CoQ9.
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Al analizar las vías evolutivas y las variaciones naturales de una enzima implicada en la síntesis de la cadena lateral de CoQ en más de 1000 especies de plantas terrestres, los investigadores identificaron cinco sitios de aminoácidos que determinan la longitud de la cadena lateral. El machine learning ayudó al descubrimiento.
Mediante una edición genética dirigida, modificaron con éxito las plantas de arroz para sintetizar principalmente CoQ10, con niveles que alcanzan los 5 microgramos por gramo de grano de arroz, sin afectar el rendimiento.
«Esto se compara con el hecho de que hoy en día, la cantidad de CoQ10 obtenida de los alimentos para una persona es de alrededor de 3 a 5 miligramos por día, mientras que la de los granos es casi cero«, dijo Chen Xiaoya, investigador principal del equipo.
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«La CoQ10 en el arroz permanece estable durante la cocción«, dijo Xu Jingjing, coautor principal del estudio.
Chen, coautor correspondiente, dijo que los investigadores ahora están trabajando para introducir el rasgo CoQ10 en variedades de arroz de élite adecuadas para el cultivo a gran escala.
El avance también destaca el papel del big data y la inteligencia artificial en la comprensión de la evolución de los rasgos de las plantas para el mejoramiento de cultivos, dijeron los investigadores.
«Se está realizando un trabajo similar de edición genética en el trigo y se han logrado avances significativos«, dijo Chen.
La edición genética es un método eficaz y seguro de mejora de cultivos que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Las plantas editadas no contienen genes extraños y son genéticamente estables, afirmó Chen.