Investigadores de la Universidad de California en Davis y del Innovative Genomics Institute desarrollaron un editor genético mucho más pequeño que CRISPR/Cas9 que podría facilitar la edición del ADN en plantas. La herramienta permite realizar modificaciones heredables en una sola etapa y podría ampliar el mejoramiento de cultivos mediante edición genética.
ChileBio / 9 de marzo, 2026.– La edición genética promete transformar la agricultura al permitir desarrollar cultivos más productivos y resistentes. Sin embargo, en plantas la aplicación de estas herramientas sigue siendo limitada. Una de las razones principales es el tamaño del sistema CRISPR/Cas9, que dificulta su transporte hacia las células vegetales mediante vectores virales.
Un grupo de investigadores de la Universidad de California en Davis y del Innovative Genomics Institute (IGI) de UC Berkeley presentó ahora una alternativa mucho más compacta. En un estudio publicado en Nature Plants, el equipo demostró que una versión optimizada de la enzima TnpB, derivada de los llamados “genes saltarines” o transposones, puede utilizarse para editar el genoma de plantas de tabaco en un solo paso.
El método alcanzó niveles muy altos de eficiencia y permitió que las modificaciones genéticas se transmitieran a la siguiente generación en más del 90% de los casos, una heredabilidad comparable a la obtenida con Cas9.
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“Necesitamos herramientas de edición genética extremadamente eficientes para desarrollar plantas que toleren mejor condiciones adversas como sequía o patógenos, o que produzcan mayores rendimientos”, explicó Savithramma Dinesh-Kumar, profesora y directora del Departamento de Biología Vegetal de UC Davis. Según la investigadora, este enfoque podría facilitar la obtención de plantas con características específicas sin necesidad de introducir ADN externo de forma permanente.
El desafío del tamaño de CRISPR
En biotecnología vegetal, los virus se utilizan con frecuencia como vehículos para transportar herramientas de edición genética hacia las células de la planta, ya que estos organismos introducen naturalmente material genético en las células que infectan.
El problema es que los virus vegetales tienen una capacidad limitada para transportar ADN, y el sistema CRISPR/Cas9 es demasiado grande para ser incluido directamente en ellos.
Por esa razón, muchos investigadores recurren a un procedimiento de dos etapas. Primero introducen el gen que codifica Cas9 en el genoma de la planta y posteriormente utilizan un virus para transportar la guía CRISPR que dirige la enzima hacia la región específica del ADN que se desea modificar.
Este proceso es más lento y complejo, además de no funcionar en todas las especies vegetales.
Otro aspecto relevante es que este método implica introducir un gen externo —Cas9— en la planta. Por ello se clasifica como modificación genética, lo que conlleva requisitos regulatorios más estrictos que la edición genética que modifica el genoma existente sin insertar ADN foráneo.
Para superar estas limitaciones, el equipo evaluó el potencial de TnpB, una enzima asociada a transposones o “genes saltarines”. Estos pequeños fragmentos de ADN pueden desplazarse dentro del genoma mediante mecanismos que, en términos generales, recuerdan al sistema de “cortar y pegar” utilizado por CRISPR.
La principal ventaja de TnpB es su tamaño: la proteína tiene aproximadamente 400 aminoácidos, mientras que Cas9 contiene alrededor de 1300 aminoácidos, lo que hace que TnpB sea mucho más fácil de transportar mediante virus.
Mejorando un editor que ya existe en la naturaleza
La TnpB natural ya había demostrado capacidad para editar genes en células humanas y vegetales, pero su rendimiento era limitado, con eficiencias de edición de apenas entre 3% y 10%. Para aumentar su eficiencia, los investigadores probaron dos variantes optimizadas de la enzima, llamadas eTnpBc y eTnpBe, desarrolladas en el laboratorio de Dave Savage en el Innovative Genomics Institute.
Además, incorporaron una secuencia corta de ARN diseñada para favorecer el desplazamiento del virus hacia la línea germinal de la planta, es decir, las células que originan los óvulos y el polen. Los experimentos se realizaron en plantas de tabaco Nicotiana benthamiana, utilizando como vector el virus del cascabeleo del tabaco (tobacco rattle virus).
Para detectar fácilmente si la edición genética ocurría, los científicos eligieron modificar el gen Phytoene desaturase (PDS), involucrado en la síntesis de pigmentos vegetales. Cuando este gen se inactiva, el tejido vegetal pierde su color y se vuelve blanco.
Al inocular plántulas de tabaco de dos semanas y media de edad con virus portadores de TnpB, comenzaron a aparecer manchas blancas en las hojas, señal visible de que la edición genética estaba ocurriendo mientras el virus se propagaba por la planta.
Los análisis genéticos confirmaron las diferencias entre las variantes de la enzima. La versión eTnpBc alcanzó una eficiencia de edición de hasta 70%, mientras que eTnpBe logró 26% y la versión natural de TnpB solo 12%.
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“Estos resultados muestran lo que puede lograrse cuando diseñamos herramientas de edición genética específicamente para plantas, en lugar de adaptar tecnologías desarrolladas para investigación biomédica”, señaló Dave Savage, profesor de UC Berkeley e investigador del IGI.
Ediciones con alta heredabilidad
El equipo también evaluó si las modificaciones genéticas obtenidas podían transmitirse a la descendencia. Para ello recolectaron semillas de las plantas editadas y analizaron las plántulas resultantes:
- Las ediciones dirigidas a PDS y ChlH, otro gen involucrado en la síntesis de clorofila, mostraron niveles muy altos de heredabilidad.
- En el caso de PDS, 89% de las plántulas derivadas de plantas editadas que presentaban vainas blancas resultaron completamente blancas.
- Para ChlH, la heredabilidad fue aún mayor: 100% de las plántulas obtenidas de plantas con vainas amarillas presentaron coloración completamente amarilla.
Según Dinesh-Kumar, esto indica que TnpB logró desactivar todas las copias de estos genes, algo que calificó como sorprendente. “Me sorprendió lo bien que funcionó”, comentó la investigadora. “Según la literatura disponible, nada distinto de Cas9 había alcanzado este nivel de eficiencia”.
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El siguiente paso, según los autores, es adaptar TnpB para usarla en especies cultivadas. El equipo ya está trabajando en transferir el sistema a tomate y pimiento, que pertenecen a la misma familia botánica que el tabaco. Dinesh-Kumar afirmó que este método tiene un enorme potencial para acelerar el mejoramiento de precisión en plantas, al agilizar el proceso y permitir la edición genética en especies que no pueden editarse con el método habitual.
Entre los autores adicionales del estudio figuran Ugrappa Nagalakshmi y Thi Nguyen por UC Davis, y Jorge E. Rodriguez, Rachel F. Weissman, Brittney W. Thornton y Cynthia I. Terrace por la Universidad de California, Berkeley. El trabajo fue financiado por la National Science Foundation y el Innovative Genomics Institute, y utilizó la Controlled Environment Facility.