Investigadores de Texas A&M AgriLife Research, la Universidad de Maryland y el Departamento de Agricultura de Estados Unidos desarrollaron una estrategia que combina edición genética con la activación de genes naturales de regeneración de las plantas. El sistema, denominado CRISPR-Combo, mejoró la regeneración en papa y cítricos, redujo en más de un mes el proceso en frutilla silvestre y permitió obtener brotes de álamo editados en menos de un mes. Los resultados fueron publicados en Nature Communications.
ChileBio / 15 de septiembre, 2026.- Editar con precisión el ADN de una planta es solo una parte del desafío de la edición genética vegetal. Una vez modificadas algunas células, los investigadores todavía deben conseguir que estas vuelvan a formar raíces, brotes y finalmente una planta completa.
En muchas especies, especialmente en cultivos perennes y plantas consideradas recalcitrantes a la transformación y regeneración, este paso puede ser lento, poco eficiente o incluso impedir que una modificación genética prometedora avance más allá del laboratorio.
Ahora, un equipo de investigadores de Texas A&M AgriLife Research, la Universidad de Maryland y el Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA-ARS) demostró una estrategia para atacar simultáneamente ambos problemas.
El sistema, denominado CRISPR-Combo, permite modificar un gen de interés mientras activa, al mismo tiempo, genes propios de la planta involucrados en su capacidad de regeneración. Los resultados fueron publicados en agosto en la revista científica Nature Communications.
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El desafío no termina cuando CRISPR corta el ADN
Las tecnologías CRISPR han facilitado enormemente la modificación dirigida del genoma de las plantas. Sin embargo, para producir una nueva línea vegetal no basta con conseguir la edición deseada en unas pocas células.
Es necesario regenerar a partir de ellas una planta completa.
Este proceso depende de complejas redes de desarrollo vegetal y constituye uno de los principales obstáculos técnicos en especies que responden mal al cultivo de tejidos.
Kranthi K. Mandadi, investigador de Texas A&M AgriLife y uno de los autores correspondientes del estudio, resumió el problema señalando que “la regeneración es uno de los mayores obstáculos” que separan una edición prometedora realizada en laboratorio de una planta que eventualmente pueda resultar útil para el mejoramiento agrícola.
Mandadi explicó que el trabajo demuestra que es posible estimular los propios mecanismos genéticos de la planta para conseguir una regeneración más rápida y confiable, algo particularmente relevante para especies como los cítricos, históricamente difíciles de manipular mediante cultivo de tejidos.
Activar los genes de regeneración de la propia planta
CRISPR-Combo combina dos funciones.
Por un lado, realiza la edición de un gen objetivo. Por otro, aumenta temporalmente la expresión de determinados genes morfogénicos, reguladores capaces de influir en la división celular y en la formación de raíces, brotes y otros tejidos.
La diferencia conceptual es importante: en lugar de depender únicamente de la incorporación de copias adicionales de genes promotores de regeneración, la estrategia busca activar genes morfogénicos que ya se encuentran en el genoma de la propia planta.
Los investigadores comprobaron además que no existe necesariamente un único “interruptor” universal para todas las especies. Distintos cultivos respondieron a diferentes genes o combinaciones de genes, por lo que una parte esencial del trabajo consistió en identificar cuáles funcionaban mejor en cada especie.
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Papa: de 17 genes candidatos a cuatro promotores de regeneración
En papa (Solanum tuberosum), los investigadores evaluaron 17 genes morfogénicos candidatos mediante un sistema de raíces pilosas o hairy roots, que permite realizar evaluaciones rápidas antes de avanzar hacia protocolos de regeneración de plantas completas.
Manikandan Ramasamy, investigador de Texas A&M AgriLife y primer autor del estudio, explicó que “en papa, evaluamos 17 genes candidatos”.
Cuatro de ellos —WOX11/12, ARF5, ABI3-1 y ABI3-2— estimularon la producción de raíces modificadas, y tres de esos cuatro también aumentaron la regeneración de brotes durante experimentos de transformación estable mediada por Agrobacterium.
Según los datos divulgados por Texas A&M, estos tratamientos elevaron la eficiencia de regeneración de brotes hasta aproximadamente 45%-70%, frente a valores cercanos a 30%-35% en los controles.
Cítricos: cinco genes elevaron la regeneración
Los cítricos representan un desafío particularmente importante debido a la dificultad que presentan muchos genotipos para ser transformados y regenerados en condiciones de laboratorio.
En esta especie, el equipo evaluó 10 genes morfogénicos y encontró cinco cuya activación mejoraba la regeneración:
BBM3, FUS3, IPT1, SERK1 y STM.
Los cinco genes seleccionados aumentaron la regeneración vegetal tras su activación. En los experimentos descritos por Texas A&M, la regeneración de brotes alcanzó 80% o más, mientras los controles se mantuvieron por debajo de 60%.
Estos resultados son particularmente interesantes porque muestran que un sistema de selección inicial relativamente rápido puede utilizarse para identificar reguladores morfogénicos prometedores antes de avanzar hacia procesos de transformación estable, considerablemente más lentos.
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Frutilla: combinar genes redujo el proceso en más de un mes
Los investigadores dieron un paso adicional en frutilla silvestre (Fragaria vesca), donde probaron la activación simultánea de pares de genes morfogénicos.
La activación conjunta de BBM1 y BBM2, o alternativamente de GRF3 y GIF1, redujo en más de un mes el tiempo necesario para obtener plantas editadas genéticamente en comparación con los procedimientos empleados como control.
El resultado ilustra una de las ventajas potenciales de CRISPR-Combo: utilizar una misma plataforma para actuar sobre el gen que se desea modificar y, simultáneamente, favorecer el desarrollo de las células transformadas hasta convertirlas nuevamente en plantas.
Álamos editados en menos de un mes y sin hormonas externas
La estrategia produjo otro resultado llamativo en álamo.
La activación conjunta de los genes WUS y WOX11 tuvo un efecto sinérgico sobre la regeneración y permitió obtener brotes editados genéticamente en menos de un mes.
Además, el proceso pudo realizarse sin incorporar hormonas vegetales exógenas al medio de cultivo, sustancias que habitualmente son utilizadas para controlar la formación de raíces y brotes durante la regeneración in vitro.
Texas A&M informó además que las líneas sometidas a la activación conjunta presentaron las mayores tasas de células editadas y produjeron plantas de mayor tamaño y biomasa durante las evaluaciones posteriores en invernadero, sin anomalías morfológicas evidentes en esas condiciones experimentales.
Una plataforma, pero no una receta universal
El trabajo muestra que la regeneración puede abordarse como una parte integrada del proceso de edición genética, en lugar de tratarse únicamente como una etapa posterior.
Sin embargo, los propios resultados muestran también que los genes más efectivos dependen de cada especie. Un regulador que mejora la regeneración en papa no necesariamente tendrá el mismo efecto en cítricos, frutillas o árboles. Por ello, una de las aplicaciones potenciales del enfoque es utilizar CRISPR-Combo como plataforma para identificar sistemáticamente los genes morfogénicos más adecuados para cada cultivo.
¿Qué significa esto para el mejoramiento vegetal? Para cultivos que tardan años en completar un ciclo reproductivo, ahorrar semanas o meses durante las etapas de transformación y regeneración puede tener un impacto acumulativo importante en programas de investigación y mejoramiento.
Una plataforma capaz de hacer más eficiente este proceso podría facilitar el desarrollo experimental de características como resistencia a enfermedades, adaptación ambiental, arquitectura de planta o calidad de los productos agrícolas.
El avance está, por tanto, en resolver uno de los problemas técnicos que frecuentemente limita la aplicación de herramientas de edición genética: conseguir que una célula correctamente editada vuelva a convertirse, de manera eficiente, en una planta completa.