Investigadores japoneses desactivaron mediante CRISPR-Cas9 un gen clave de la ruta de los flavonoides en la planta conocida como perilla roja o shiso rojo. Las plantas editadas perdieron su pigmentación rojiza, desarrollaron hojas verdes y acumularon cerca de seis veces más luteolina, junto con mayores niveles de ácido rosmarínico. El avance abre nuevas posibilidades para desarrollar alimentos funcionales y materias primas vegetales de alto valor.
ChileBio / 22 de julio, 2026.– Investigadores japoneses utilizaron edición genética para modificar simultáneamente el color y la composición química de la planta conocida como perilla roja, albahaca japonesa o shiso rojo, una hierba aromática ampliamente utilizada en la gastronomía de Asia. Al desactivar un solo gen relacionado con la producción de pigmentos, obtuvieron plantas de hojas verdes que acumularon niveles considerablemente mayores de algunos compuestos bioactivos.
El estudio fue desarrollado por científicos de la Universidad de Hiroshima, el Instituto de Investigación Tecnológica de la Prefectura de Hiroshima y la empresa japonesa Mishima Foods. Sus resultados fueron publicados en la revista científica Frontiers in Plant Science.
La perilla, cuyo nombre científico es Perilla frutescens, pertenece a la familia de la menta y se cultiva principalmente en países del este de Asia. También se conoce como shiso en Japón, kkaennip en Corea y tía tô en Vietnam.
Existen variedades de hojas rojas y verdes, cuyas diferencias de color influyen directamente en sus usos culinarios y comerciales. En Japón, la perilla roja se emplea tradicionalmente para aportar color y sabor a los encurtidos de ciruela conocidos como umeboshi, mientras que la perilla verde suele consumirse fresca por su aroma y sabor.
Una planta con cientos de compuestos bioactivos
Además de su valor culinario, la perilla contiene una gran diversidad de metabolitos vegetales. Entre ellos se encuentran antocianinas, luteolina, ácido rosmarínico y perillaldehído.
“La perilla contiene más de 400 compuestos bioactivos, entre ellos antocianinas, luteolina, ácido rosmarínico y perillaldehído, que han sido asociados con efectos antioxidantes, antiinflamatorios, antibacterianos y otros posibles beneficios para la salud”, explicó Hidemasa Bono, profesor de la Escuela de Posgrado de Ciencias Integradas para la Vida de la Universidad de Hiroshima y uno de los autores de correspondencia del estudio.
Aunque muchos de estos compuestos ya habían sido identificados, los mecanismos genéticos que determinan cómo la planta distribuye sus recursos entre las distintas ramas de su metabolismo todavía no estaban completamente esclarecidos.
Para estudiar este proceso, los investigadores dirigieron la herramienta de edición genética CRISPR-Cas9 contra el gen F3H, que codifica la enzima flavanona 3-hidroxilasa.
Esta enzima actúa en un punto estratégico de la ruta bioquímica de los flavonoides. En condiciones normales, ayuda a transformar la naringenina en dihidrokaempferol, uno de los pasos que conducen posteriormente a la producción de antocianinas, responsables de las tonalidades rojas y púrpuras de numerosos tejidos vegetales.
De hojas rojas a hojas verdes
La desactivación de F3H produjo un cambio inmediatamente visible. Al reducirse fuertemente la producción de antocianinas, las plantas dejaron de presentar la coloración rojiza característica de la variedad original.
“Las plantas editadas en el gen F3H perdieron su pigmentación roja característica y desarrollaron hojas verdes que, en apariencia, eran prácticamente indistinguibles de las variedades convencionales de perilla verde”, señaló Bono.
Sin embargo, el cambio no fue solamente estético. Los análisis químicos revelaron que la intervención había redirigido el flujo metabólico de la planta.
Al quedar parcialmente bloqueada la ruta que conduce a las antocianinas, aumentó la acumulación de otros metabolitos derivados de los flavonoides. Entre ellos destacó la luteolina, un flavonoide al que se han atribuido actividades antioxidantes y antiinflamatorias en estudios experimentales.
Las plantas editadas presentaron aproximadamente seis veces más luteolina que las plantas de perilla roja no editadas utilizadas como control.
El equipo también detectó un incremento en el contenido de ácido rosmarínico, otro metabolito vegetal conocido por su actividad antioxidante y antiinflamatoria. Este resultado sugiere que la modificación de F3H no afecta únicamente a una rama específica de la producción de flavonoides, sino que también puede influir sobre otras partes de la ruta metabólica de los fenilpropanoides.
El análisis del transcriptoma —el conjunto de genes activos en los tejidos estudiados— respaldó esta interpretación. Los investigadores observaron cambios en la expresión de distintos genes relacionados con la biosíntesis de flavonoides y fenilpropanoides, coherentes con los perfiles químicos encontrados en las plantas editadas.
Edición genética en una especie poliploide
La perilla es una especie alotetraploide, es decir, posee cuatro conjuntos de cromosomas derivados de antiguos procesos de hibridación. Esta característica añade complejidad al desarrollo de plantas editadas, ya que pueden existir varias copias funcionales de un mismo gen.
A pesar de esta dificultad, el equipo logró obtener líneas estables en las que las copias objetivo de F3H fueron desactivadas. Posteriormente, mediante cruzamientos y selección, los investigadores identificaron descendientes que conservaron la modificación genética deseada, pero que ya no contenían el ADN externo utilizado durante el procedimiento inicial de transformación.
Estas líneas, denominadas segregantes nulas o libres de T-DNA, muestran que es posible desarrollar plantas de perilla con perfiles metabólicos modificados sin que permanezcan secuencias foráneas en su genoma final.
“Al modificar un solo gen enzimático de la perilla roja, logramos cambiar el metabolismo de la planta para aumentar la presencia de compuestos de interés para la salud”, afirmó Bono.
“La edición genética permite desarrollar perillas de alto desempeño y con mayor valor para aplicaciones alimentarias y farmacéuticas”, agregó el investigador.
Posibles alimentos funcionales
Los resultados constituyen principalmente una demostración científica del papel que cumple F3H en el metabolismo de la perilla. Todavía no representan el lanzamiento de una variedad comercial ni demuestran por sí solos beneficios clínicos en seres humanos.
Sin embargo, la investigación entrega una estrategia para redirigir de manera precisa las rutas metabólicas de cultivos y plantas medicinales. En lugar de introducir directamente un nuevo compuesto, los científicos pueden intervenir puntos específicos de la bioquímica vegetal para favorecer la acumulación de moléculas que la propia especie ya produce naturalmente.
Esto podría contribuir al desarrollo de nuevos ingredientes, alimentos funcionales o materias primas vegetales destinadas a las industrias alimentaria, nutracéutica y farmacéutica.
“Esperamos trasladar estos hallazgos al desarrollo de alimentos funcionales de alto valor enriquecidos con compuestos beneficiosos, y explorar el uso de la perilla como una nueva fuente de materias primas farmacéuticas de origen natural”, indicó Bono.
Los investigadores planean ahora utilizar las líneas editadas para estudiar con mayor profundidad las funciones biológicas de la perilla y comprender cómo se regula la amplia diversidad de metabolitos presentes en esta planta.
El estudio también muestra que una modificación genética relativamente específica puede producir efectos más amplios sobre el metabolismo. Por ello, los autores señalan la importancia de evaluar no solamente el compuesto directamente asociado al gen intervenido, sino también el conjunto de cambios bioquímicos y moleculares generados en la planta.