Un simple “interruptor genético” podría revolucionar el acceso a uno de los compuestos naturales más buscados por la ciencia y la industria de la salud: el resveratrol, famoso por sus propiedades antioxidantes y anti-edad. Investigadores en China lograron que, al desactivar un solo gen en células de vid mediante la técnica CRISPR, la planta multiplicara por cuatro su producción de esta molécula. El hallazgo abre la puerta a fábricas celulares vegetales capaces de generar suplementos y nutracéuticos de manera más limpia, abundante y sostenible.
Universidad Agrícola de Nanjing / 15 de septiembre, 2025.- Resveratrol, un compuesto de origen vegetal celebrado por su potencial antioxidante y terapéutico, ha estado limitado durante mucho tiempo por su escasa disponibilidad natural y los costosos métodos de producción. En un nuevo estudio, los investigadores usaron edición génica con CRISPR/Cas9 para apuntar al gen CHS2 en células de Vitis davidii, una especie de vid silvestre trepadora originaria de China, interrumpiendo la síntesis de flavonoides y redirigiendo el flujo metabólico hacia resveratrol. Las líneas celulares editadas acumularon significativamente más resveratrol y sus derivados, mostrando a la vez niveles reducidos de antocianinas y otros flavonoides.
Este descubrimiento no solo pone en relieve la competencia metabólica entre flavonoides y estilbenoides, sino que también proporciona una estrategia práctica para mejorar los rendimientos naturales de resveratrol. Los hallazgos sugieren nuevas oportunidades para desarrollar biofábricas vegetales que produzcan nutracéuticos de alto valor.
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Resveratrol es un estilbenoide polifenólico conocido por sus beneficios para la salud, incluidos efectos antiinflamatorios, anti-edad y anticancerígenos. Sin embargo, ocurre de forma natural solo en unas pocas plantas como uvas, polígono (knotweed) y maní, y en concentraciones muy bajas. La producción comercial ha enfrentado obstáculos: la síntesis química introduce impurezas, mientras que la fermentación microbiana a menudo sufre contaminación por subproductos y actividad biológica reducida comparada con los compuestos derivados de plantas.
La extracción a partir de plantas es intensiva en recursos y poco eficiente. Dadas estas barreras, los científicos se han volcado cada vez más hacia la ingeniería genética y enfoques de fábrica celular vegetal (biopharmikng) para optimizar la producción. Debido a estos problemas, existe una necesidad apremiante de explorar estrategias alternativas para la biosíntesis sostenible y eficiente de resveratrol.
Un equipo de investigación de la Academia de Ciencias Agrícolas de Fujian y la Universidad Jiao Tong de Shanghái reportó un gran avance el 1 de enero de 2025, en la revista Horticulture Research. Usando edición con CRISPR/Cas9, ellos interrumpieron el gen CHS2 en células de vid silvestre, revelando cómo esta edición suprime las rutas de los flavonoides mientras que mejora la síntesis de estilbenoides.
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El estudio demuestra cómo la manipulación genética dirigida puede aumentar de forma eficiente la acumulación de resveratrol en sistemas de células vegetales. Al descubrir un claro cambio en la competencia metabólica, los investigadores proporcionan nueva perspectiva sobre la regulación de productos naturales y abren caminos para el desarrollo de producciones escalables de resveratrol.
El equipo generó dos líneas celulares mutantes de Vitis davidii usando CRISPR/Cas9 para editar CHS2, una enzima clave en la biosíntesis de flavonoides. Las mutaciones introdujeron terminación prematura en la traducción de la proteína, eliminando efectivamente CHS2 (“knockout” o silenciamiento del gen). El análisis fenotípico mostró pigmentación reducida de antocianinas, consistente con la supresión de la síntesis de flavonoides. Secuenciación de amplicones de alto rendimiento confirmó múltiples tipos de mutaciones, con casi un knockout completo de CHS2 en una de las líneas.
El perfil metabolómico reveló cambios sorprendentes: en las células mutantes, 72 flavonoides fueron regulados a la baja significativamente, mientras que compuestos estilbenoides tales como resveratrol, piceid y pterostilbenoide aumentaron marcadamente. Ensayos cuantitativos mostraron niveles de resveratrol hasta 4,1 veces más que en las plantas no editadas (“wild type”), y de piceid hasta 5,3 veces más alto.
Análisis transcriptómicos y RT-qPCR confirmaron además que genes implicados en la biosíntesis de flavonoides (incluyendo CHS3, F3H, DFR, FLS, LDOX) estaban regulados a la baja, mientras que múltiples genes STS críticos para la síntesis de estilbenoides estaban regulados al alza. Estos hallazgos demuestran que al interrumpir CHS2 se logra reorientar con éxito el flujo metabólico de flavonoides hacia estilbenoides, proporcionando evidencia directa de la competencia entre estas vías metabólicas.
Este análisis integral que combina genética, metabolómica y transcriptómica destaca una nueva estrategia poderosa para mejorar metabolitos secundarios específicos de plantas.
“Al eliminar CHS2, efectivamente desplazamos el equilibrio del metabolismo de la célula de vid hacia la acumulación de resveratrol,” dijo la autora principal, Dra. Gongti Lai. “Este trabajo no solo confirma la relación competitiva entre las vías de flavonoides y estilbenoides sino que también demuestra el potencial de la edición genética dirigida para crear fábricas celulares vegetales.”
En comparación con las rutas de producción convencionales, nuestro enfoque ofrece un método más limpio y sostenible de generar resveratrol, lo que podría beneficiar enormemente industrias que van desde los nutracéuticos hasta los alimentos funcionales.
Este estudio establece la edición de genes como una vía práctica para superar los desafíos duraderos en el suministro de resveratrol. Al demostrar que el flujo metabólico puede redirigirse desde pigmentos hacia estilbenoides bioactivos, ofrece una alternativa sostenible a la síntesis química y a la fermentación microbiana. Una producción escalada usando células de vid modificadas podría respaldar la demanda creciente de resveratrol en productos farmacéuticos, cosméticos y suplementos para la salud.
Además, la estrategia ejemplifica una aplicación más amplia: adaptar rutas metabólicas de plantas para mejorar compuestos deseables mientras se suprimen rasgos indeseados. Tal ingeniería de precisión podría acelerar el desarrollo de nuevas variedades de cultivos y plataformas de productos naturales con valor económico y sanitario significativo.