Investigadores de la Universidad de Tel Aviv desarrollaron una innovadora plataforma CRISPR que facilita la edición simultánea de múltiples genes en el tomate, permitiendo revelar cómo combinaciones de genes influyen en características complejas como el sabor, la forma del fruto y la resistencia a enfermedades. Este avance abre la puerta a un mejoramiento genético más eficiente y preciso en cultivos hortícolas.
Tel Aviv University / 9 de junio, 2025.- Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han desarrollado un método de edición genética adaptado a cultivos, que ha influido en diversas características del cultivo del tomate, como el sabor y la forma del fruto. Los investigadores creen que esta innovadora tecnología puede aplicarse a una amplia variedad de especies de cultivos y, con el tiempo, utilizarse para cultivar variedades de plantas nuevas y mejoradas.
«Hemos demostrado que con nuestra tecnología es posible seleccionar rasgos específicos e influir en ellos, una capacidad esencial para el avance de la agricultura y la seguridad alimentaria», afirmaron los investigadores.
El estudio fue dirigido por el Prof. Eilon Shani, el Prof. Itay Mayrose y el estudiante de doctorado Amichai Berman (Facultad de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Universidad de Tel Aviv), junto con el estudiante de doctorado Ning Su y el Dr. Yuqin Zhang (Universidad de la Academia China de Ciencias en Pekín), y el Dr. Osnat Yanai, de la empresa israelí de tecnología agrícola NetaGenomiX. El artículo se publicó en la revista Nature Communications.
El profesor Shani explica: «Investigadores de todo el mundo se dedican al avance de la agricultura para abordar los cambios globales acelerados y alimentar a la población mundial en las próximas décadas. Entre otras cosas, se están desarrollando tecnologías de edición genética para desarrollar nuevas variedades de plantas con características deseables como resistencia a la sequía, el calor y las enfermedades, mejor sabor, optimización del uso de nutrientes, etc.»
Uno de estos métodos es CRISPR-Cas9, que ha revolucionado el campo de la edición genética al permitir la modificación precisa de genes específicos del genoma.
Sin embargo, en el ámbito del desarrollo agrícola, este método se ha enfrentado a varios desafíos fundamentales: en primer lugar, si bien la tecnología CRISPR permite la edición genética dirigida, hasta ahora, esta capacidad tenía una escala limitada: el número de genes que se podían editar y estudiar era muy pequeño.
En el estudio actual, mejoramos significativamente la eficiencia del método, lo que nos permite examinar la función de miles de genes. En segundo lugar, muchas plantas presentan redundancia genética: diferentes genes de la misma familia, compuestos por secuencias de aminoácidos similares, se compensan entre sí y preservan la característica incluso si un gen se desactiva o edita.
Berman afirma: «Para superar la redundancia genética, nos propusimos alterar simultáneamente familias enteras de genes similares. En un estudio anterior, desarrollamos una solución innovadora para superar el problema de la redundancia genética: un algoritmo específico, y le proporcionamos una lista de miles de genes que queríamos editar.
El algoritmo identificó una unidad CRISPR adecuada para cada gen (o grupo de genes) de la lista que induciría la modificación deseada, construyendo así bibliotecas CRISPR. El primer estudio obtuvo buenos resultados en la planta modelo Arabidopsis thaliana, y en esta ocasión buscamos probar el método por primera vez en un cultivo. Elegimos el tomate».
En el estudio actual, los investigadores construyeron 10 bibliotecas con aproximadamente 15 000 unidades CRISPR únicas dirigidas al genoma del tomate; cada unidad está diseñada para afectar a un grupo específico de genes de la misma familia. Posteriormente, utilizaron las unidades CRISPR para inducir modificaciones en unas 1300 plantas de tomate, cada una con una alteración en un grupo genético diferente.
Los investigadores rastrearon el desarrollo de cada planta para examinar si los cambios seleccionados se reflejaban en el tamaño, la forma y el sabor del fruto, la utilización de nutrientes o la resistencia a patógenos. De hecho, identificaron varias líneas con niveles de dulzor inferiores o superiores a los de las plantas de control.
El profesor Shani concluye: «En este estudio, utilizando nuestro método innovador, logramos realizar modificaciones genéticas específicas en familias de genes de la planta de tomate e identificamos con precisión qué modificaciones genéticas produjeron el resultado deseado». La empresa israelí de tecnología agrícola NetaGenomiX ha recibido una licencia para comercializar la nueva tecnología, con el objetivo de promover la seguridad alimentaria mediante el desarrollo de cultivos no modificados genéticamente (no-transgénicos) adaptados al cambio climático, que beneficien tanto a los agricultores como a los consumidores.
Berman añade: «Creemos que nuestra investigación abre la puerta al desarrollo de variedades mejoradas para una amplia gama de cultivos y también impulsa el campo de la fitociencia en general. En estudios de seguimiento, estamos trabajando en el desarrollo de rasgos seleccionados adicionales en tomate y arroz».